Autojen tieliikenneonnettomuuksien rekonstruktio tietokoneohjelmalla

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Suuronen, Timo

Date

2005

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Auto- ja työkonetekniikka

Mcode

Kon-16

Degree programme

Language

fi

Pages

100

Series

Abstract

Reconstruction of car accidents on road traffic can be done accurately and reliably with programs intended for this purpose. Reconstruction is based on the classical physics. The equations and the methods have been used for decades. Such a calculation is facilitated, speeded up and made with a better precision when computer aided. With the PC-Crash software multiple variable factors can be taken into account simultaneously and several complex dependencies can be calculated quickly. The study was concentrated on reconstruction of road accidents of two involving passenger cars. The types of the reconstructed impacts were two perpendicular collisions in intersections, two head-on collisions and two rear-end collisions. The intention was to explore the sensitivity of a reconstruction calculation to alteration and inadequateness of the starting values. In addition the objective was to evaluate usability of a result made with the program as evidence in a court. For a long time a basic model for calculating traffic accidents has been the impulse and momentum based calculation. It is based on analysis of the post impact trajectories and the rest positions, by way of which the post impact velocities are determined. Subsequently, the pre impact velocities are defined, and with them, for example, the initial speeds before braking are evaluated. Beside of the momentum based model the energy based model has been used. It is needed to adjust calculations, for example, if the trajectories of a vehicle are little. In this model the damages and the deformation energy are taken into account. In addition there are newer models which bring more accuracy into specific cases. They don't replace the momentum based model which still is the basic model for calculations. In this study one starting parameter was changed at a time. The parameters were for example the impact position, the rest position, the post impact braking, the height of the centre of gravity, tire and suspension properties, tire-road friction, etc. In the most of the impact cases the new impact or initial velocities were recalculated after a parameter change. This was done by the PC-Crash's collision parameters optimizer. Perpendicular intersection collisions were discovered to be well reconstructed. Changes in starting values didn't affect significantly in the results. In rear-end and head-on collisions it is needed, for example, to be more aware to minimize inadequate measurements made on an accident scene. Also it is recommended to use the energy based method or another damage observing model alongside with the momentum based model. In this study two staged collisions were reconstructed. They were one of the head-on and one of the rear-end collisions. The reported initial velocities of those crash tests were well reconstructed even with the momentum based model.

Nykypäivänä autojen tieliikenneonnettomuuksien rekonstruointi voidaan tehdä tarkasti ja luotettavasti käyttöön tarkoitetuilla tietokoneohjelmilla. Rekonstruointi perustuu klassiseen fysiikkaan ja laskentakaavat sekä menetelmät ovat olleet käytössä jo vuosikymmeniä. Tietokoneavusteisena laskenta helpottuu, nopeutuu ja tarkentuu. PC-Crash -tietokoneohjelmassa voidaan yhtä aikaa ottaa useita muuttuvia tekijöitä huomioon sekä nopeasti laskea useita monimutkaisiakin riippuvuuksia. Tässä tutkimuksessa keskityttiin kahden osallisen henkilöauton tieliikenneonnettomuuksien rekonstruktioiden tutkintaan. Rekonstruoitavina kolarityyppeinä oli kaksi risteävien ajolinjojen kolaria, kaksi kohtaamiskolaria ja kaksi peräänajokolaria. Pyrkimys oli selvittää, kuinka herkkä rekonstruktiolaskelma on lähtöarvojen muutoksille ja epätarkkuuksille. Lisäksi pyrittiin selvittämään ohjelmalla tehdyn laskelman käyttökelpoisuutta näyttönä oikeudessa. Jo pitkään perusmallina, jolla liikenneonnettomuuksia on laskettu, on ollut liikemääriin ja impulsseihin perustuva laskenta. Se perustuu törmäysten jälkeisten liikeratojen sekä pysähtymispaikkojen ja -asentojen analysointiin ja sitä kautta juuri törmäyksen jälkeen olleen nopeuden määrittämiseen. Tämän jälkeen määritellään juuri ennen törmäystä olleet nopeudet ja niiden avulla esimerkiksi ennen jarrutusta esiintyneet alkunopeudet. Liikemäärämallin lisäksi käytetään energiaperusteista mallia. Sitä tarvitaan tarkentamaan laskelmia muun muassa tapauksissa, joissa ajoneuvojen liikeradat ovat vähäiset. Mallissa huomioidaan auton vauriot ja niihin sitoutunut muodonmuutosenergia. Lisäksi käytettävissä on uudempia malleja, jotka tuovat erityistapauksiin lisätarkkuutta. Ne eivät korvaa liikemääriin perustuvaa mallia, joka on edelleen peruslaskentamenetelmä. Tässä tutkimuksessa muutettiin yksi kerrallaan jotakin laskelmaan liittyvää alkuarvoa kuten törmäyshetken sijaintia, pysähtymispaikan sijaintia, jarrutusta törmäyksen jälkeen, painopisteen korkeutta, rengas- tai alustaominaisuuksia, renkaan ja tien välistä pitoa jne. Useimmissa kolaritapauksissa pyrittiin etsimään uudet törmäys- tai alkunopeudet alkuarvon muutoksen jälkeen. Tämä tehtiin PC-Crash -ohjelman törmäysparametrien optimointitoiminnolla. Risteyskolarien, eli risteävien ajolinjojen tapauksien, todettiin olevan erityisen hyvin rekonstruoitavissa. Alkuarvojen muutokset eivät merkittävästi vaikuttaneet lopputuloksiin. Kohtaamis- ja peräänajokolareissa on enemmän kiinnitettävä huomiota esimerkiksi onnettomuuspaikalta tehtyjen mittausten epävarmuuden minimointiin. Lisäksi on suositeltavaa käyttää liikemäärämallin rinnalla energiaperustaista tai muuta auton vauriot huomioon ottavaa mallia. Tässä tutkimuksessa rekonstruoitiin kaksi kolaritestiä. Ne olivat yksi kohtaamis- ja yksi peräänajokolareista. Liikemäärämallillakin rekonstruoidut alkunopeudet vastasivat hyvin kolaritesteistä raportoituja.

Description

Supervisor

Juhala, Matti

Thesis advisor

Salo, Velipekka

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120451264

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK