Accidentele Rutiere CU Biciclete

1.CAP 1 GENERALITATI PRIVIND ACCIDENTELE RUTIERE CU BICICLETE

1.1 Notiuni privind accidentele rutiere in general

Accidentul rutier poate fi definit ca un eveniment intâmplător și nepravăzut cu urmări periculoase care cauzează o defecțiune a mijloacelor de transport sau a altor bunuri, moartea sau vătămarea integritătii corporale a unor persoane, eveniment care apare in timpul circulației sau exploatării mijloacelor de transport ca urmare a actiunilor sau omisiunilor conducătorilor auto.

Odată cu mărirea numarului de autovehicule a crescut proporțional și numarul de accidente, producându-se din ce in ce mai multe victime. Pentru micșorarea acestora se acționează permanent, prin toate mijloacele, ca aceastea să se poată desfășura în condiții de deplină siguranță. Se are în vedere faptul că, accidentele produse în cadrul traficului rutier se află în prezent printre primele cauze de deces, urmând după infarctul miocardic și de tumori ale corpului omenesc.

În majoritatea statelor europene, una din șapte persoane decedate în accidente rutiere este conducător al unor vehicule pe două roți, cum ar fi motociclete, motorete, scutere, mopede și biciclete. Riscul de a fi grav rănit este de 17 ori mai mare pentru conducătorii unor asemenea vehicule față de conducătorii automobilelor. Urmările unui accident dintre o bicicletă și un automobil depind de o serie de factori, printre cei mai importanți fiind tipul și masa automobilului, locul, direcția și sensul impactului, caracteristicile drumului și mediului din jurul său.

1.1.1.Cauze ale accidentelor de circulație

Accidente ce se datoreaza factorului uman

Cauzele acestui tip de accident: viteza excesivă, neatenția pietonilor, neasigurarea priorității de trecere și depașirea neregulamentară, conducerea sub influența băuturilor alcoolice, boala, oboseala, adormirea la volan, conducerea fara permis.

În raport cu numarul de accidente, avem: vârsta, experiența și calificarea în cadrul soferiei, oboseala, funcția vederii si alcoolismul.

Statisticile demonstreaza ca, în medie, din 5 accidente rutiere grave, trei au loc din

vina conducatorilor auto si doua din cea a pietonilor; barbatii se accidenteaza de patru

ori mai mult decât femeile; nivelul mortalitatii cel mai ridicat este la persoanele din

grupa de vârsta 18-25 ani.

Accidente datorate factorilor tehnici

Cauzele acestui tip de accident: defectarea sistemului de direcție, fânare, semnalizare si iluminare.

Din totalul accidentelor ce se produc, doar 5% le revin factorilor tehnici. Acești factori trebuiesc corelați cu factorul uman, deoarece aceste trebuie să se preocupe de buna funcționare a tuturor sistemelor din cadrul autovehiculului.

Accidete datorate factorilor rutieri

Cauzele acestui tip de accident: latimea, declinitatea, curbura, natura si starea îmbracamintei, indicatoarele, refugiile, spatiile verzi.

1.1.2. Studiul de specialitate a scos la iveala 14 factori psihici generatori de accidente:

Concentrarea redusa, nestabilitate, fixitate;

Slaba anticipare;

Emotivitate, anxietate, frică;

Impulsivitate și agresivitate;

Discrepanța dintre momentul apariției stimului și momentul acțiunii;

Lipsa de organizare generală a comportamentului în situațiile critice;

Nivel scăzut al capacității de anticipare a evenimentelor din trafic;

Neconștientizarea complexității și implicațiilor sociale;

Accentuarea tentințelor de autoevidențiere și autoafirmare;

Încălcarea regulilor de circulație;

Supraaprecierea propriului nivel de competență;

Plăcerea pe care o simte conducătorul auto în momentul accelerării autovehiculului;

Nervozitatea, starea de agitație pe care o resimte conducătorul auto;

Oboseala cauzată de suprasolicitarea neuropsihică la volan.

1.1.3. Statistica accidentelor rutiere

Din statisticile de până acum, s-a constatat că peste 50% din coliziuni se produc în intersecții, curbe, dar și în pasaje de nivel. Aceleași statistici scot în evidență o micșorare de aproximativ 60% a numărului accidentelor rutiere pe autostrăzi și de riscul apariției unui pieton pe neașteptate.

Diminuearea numărului de accidente rutiere și totodată mărirea capacitații și siguranței in trafic pot fi atinse cu ajutorul următoarelor măsuri:

Mărirea coeficientului de vizibilitate în curbe și intersecții;

Supralărgirea benzilor pe tronsoane de circulație a autovehiculelor grele;

Încercare evitării traficului pe drumurile cu circulație intensă;

Marcarea circulației rutiere omogenă, vizibilă și ușor inteligibilă;

1.1.3.1. Statistica accidentelor rutiere în România

„ Un studiu al Ministerului Afacerilor Interne, ne arată că în România, o persoana a decedat la 4 ore într-un accident auto. S-au produs in medie peste 9000 de accidente de circulație, în care aproximativ 8800 de persoane au fost rănite grav, iar in jur de 2000 de persoane au decedat. Accidentele rutiere grave care au avut loc in perioada 2001-2011, sunt prezentate în graficul din figura 1.1. ” (http://autocatalog.ro/stiri/2013/5/10/statistici-accidente-rutiere-care-sunt-noile-propuneri-de-reducere-a-incidentei-evenimentelor-rutiere.aspx)

Cele mai grave accidente în România au avut loc în:

„ DN 6 (București-Alexandria),localitatea Bragadiru: 26 de accidente grave, cu 14 morți și 21 de răniți grav;

DN 19 (Oradea-Carei), în interiorul orașului Oradea, pornind de pe Bulevardul Ștefan cel Mare spre ieșirea dinspre Biharia: 19 accidente grave, cu 10 morți și 14 răniți grav;

DN1 (București-Ploiești ) localitatea Puchenii Moșneni: 18 accidente grave, cu 8 morți și 21 de răniți grav;

DN 15 (Turda-Târgu Mureș-Reghin), în zona localității Sângeorgiu de Mureș: 18 accidente grave, cu 10 morți și 8 răniți.” (http://www.clon.ro/2011/11/statistici-accidente.pdf)

Figura 1.1. Situația statistică a accidentelor rutiere grave din Romania în perioada 2001-2011.

(http://autocatalog.ro/stiri/2013/5/10/statistici-accidente-rutiere-care-sunt-noile-propuneri-de-reducere-a-incidentei-evenimentelor-rutiere.aspx)

1.1.3.2. Statistica accidentelor rutiere un UE

Într-o clasificare după numărul persoanelor decedate la 1.000.000 de locuitori ca urmare a accidentelor rutiere care au avut loc în anul 2012 în UE, România se situează pe poziția a doua cu aproximativ 96 de persoane decedate la 1.000.000 locuitori, media în statele UE fiind de 55 persoane decedate la 1.000.000 locuitori (figura 1.2).

Figura 1.2. Numărul persoanelor decedate în accidente rutiere. UE-2012

1.2 Clasificarea accidentelor cu biciclete (http://stiintasiinginerie.ro/wp-content/uploads/2013/12/59-ASPECTE-CU-PRIVIRE-LA-RECONSTRUC%C5%A2IA.pdf)

Accidentele dintre autovehicule și biciclete au particularitați comune datorită unor aspecte ca cele enumerate mai jos:

În momentul impactului biciclistul este parte comună cu bicicleta, dar pe timpul coliziunii se separă de ea;

Valoarea apropiată a maselor biciclistului și bicicletei influențeaza evoluția coliziunii: în momentul inițial participă suma maselor, dar după desprinderea biciclistului impactul este susținut numai de masa bicicletei; de aici putem trage concluzia ca se produce o coliziune cu un corp a cărui masă este variabilă in timp;

De obicei, tamponarea dintre automobil și bicicleta se realizează la viteze mari ale automobilului fața de cele ale bicicletei, rezultând o deplasare a bicicletei pe o traiectorie ce influențeaza gravitatea accidentului;

Această severitate a accidentului este influențată și de viteza relativă a celor două vehicule implicate, devenind o caracteristică importantă a coliziunii;

De obicei, bicicliștii sunt expuși la 3 impacturi: principal cu automobilul, secundar la atingerea carosabilului și auxiliar cu alte obiecte sau componente ale drumului sau autovehiculului;

Clasificarea coliziunilor automobil- bicicletă:

Impact axat față autoturism-spate vehicul pe două roți

Impact dezaxat față autoturism -spate vehicul pe două roți ( acroșare)

Impact față autoturism -spate vehicul pe două roți în care axele celor două vehicule formează un unghi până la 90

Impact față autoturism -partea laterală vehicul pe două roți, cu acoperire totală (axele longitudinale la 90)

Impact față autoturism -partea laterală vehicul pe două roți, cu acoperire parțială (axele longitudinale la 90)

Impact partea laterală autoturism-față vehicul pe două roți, sub un unghi până la 90

Impact partea laterală autoturism-față vehicul pe două roți, sub un unghi de 90

Impact față vehicul pe două roți- spate autoturism

c. d.

1.3 Reglementări privind circulația vehiculelor pe două roți

(http://www.freerider.ro/legislatie-pentru-biciclisti)

Dispoziții generale

10. bicicleta – vehiculul prevăzut cu două roți, propulsat exclusiv prin forta musculară, cu ajutorul pedalelor sau manivelelor;

25. pista pentru biciclete – subdiviziunea părții carosabile, a trotuarului ori a acostamentului sau pista separată de drum, special amenajată, semnalizată si marcată corespunzător, destinată numai circulației bicicletelor si mopedelor;

Art. 12

(1) Pentru a circula pe drumurile publice, vehiculele, cu excepția celor trase sau împinse cu mâna și a bicicletelor, trebuie să fie înmatriculate ori înregistrate, după caz, și să poarte plăcute cu numărul de înmatriculare sau de înregistrare, cu forme, dimensiuni și continut prevăzute de standardele în vigoare.

Art. 14.

În circulația pe drumurile publice bicicleta trebuie să fie:

a) prevăzută cu dispozitiv de frânare eficace;

b) prevăzută cu un sistem adecvat, funcțional, de direcție;

c) dotată cu sistem de avertizare sonoră; se interzic echiparea și folosirea sistemelor de avertizare sonoră specifice autovehiculelor;

d) echipată în față cu lumină de culoare albă sau galbenă, iar în spate cu lumină de culoare roșie și cu cel puțin un dispozitiv fluorescent-reflectorizant, vizibil, de aceeași culoare;

e) echipată cu elemente sau dispozitive care, în mișcare, formează un cerc continuu, fluorescent- reflectorizante de culoare portocalie fixate pe spițele roților.

Art. 15.

Remorca atașată unei biciclete trebuie să fie echipata, în partea din spate, cu un dispozitiv fluorescent- reflectorizant de culoare roșie, iar dacă lumina din spate a bicicletei este obturată de remorcă, aceasta trebuie să fie echipată si cu o lumină de culoare roșie.

Art. 41.

– Dacă un drum este prevăzut cu o pistă specială destinată circulației bicicletelor, acestea, precum și mopedele vor fi conduse numai pe pista respectivă.

Utilizarea parții carosabile

Art. 100.

– Vehiculele trebuie conduse numai pe drumurile, părțile carosabile, benzile sau pistele stabilite pentru categoria din care fac parte. În cazul în care pe drumurile publice nu sunt amenajate benzi sau piste speciale pentru mopede, biciclete si celelalte vehicule fără motor, acestea pot fi conduse și pe acostament in sensul de mers, dacă circulația se poate face fără pericol.

Art. 142.

– Se interzice oprirea voluntară a vehiculelor:

k) pe pistele obligatorii pentru pietoni și/sau bicicliști ori pe benzile rezervate unor anumite categorii de vehicule, semnalizate ca atare;

Reguli pentru alți participanți la trafic

1. Circulația bicicletelor si a mopedelor

Art. 160.

Bicicletele si mopedele, atunci când circulă pe drumul public, trebuie conduse numai pe un singur rând.

Persoanele care nu posedă permis de conducere pot conduce mopede pe drumurile publice numai dacă fac dovada că au absolvit un curs de legislație rutieră în cadrul unei unități autorizate de pregătire a conducătorilor de autovehicule.

Dacă pe direcția de deplasare există o pistă pentru biciclete, semnalizată ca atare, conducătorii vehiculelor prevăzute la alin. (1) sunt obligați să circule numai pe această pistă. Se interzice circulația altor participanți la trafic pe pista pentru biciclete.

Se recomandă ca, în circulația pe drumurile publice, biciclistul să poarte cască de protecție omologată.

Art. 161.

Se interzice conducătorilor de biciclete sau de mopede:

a) să circule pe sectoarele de drum semnalizate cu indicatorul având semnificația “Accesul interzis bicicletelor” ;

b) să invețe să conducă biciclete sau mopede pe drumurile intens circulate;

c) să circule pe trotuare, cu excepția cazului când pe acestea sunt amenajate piste speciale destinate lor;

d) să circule fără a ține cel puțin o mână pe ghidon și ambele picioare pe pedale;

e) să circule în paralel, cu excepția situațiilor când participă la competiții sportive organizate;

f) să circule în timp ce se află sub influența alcoolului, a produselor ori substanțelor stupefiante sau a medicamentelor cu efecte similare acestora;

g) să se țină de un vehicul aflat în mers ori să fie remorcat de un alt vehicul sau împins ori tras de o persoană aflată intr-un vehicul;

h) să transporte o altă persoană, cu excepția copilului până la 7 ani, numai dacă vehiculul are montat în față un suport special, precum și a situației când vehiculul este construit și/sau echipat special pentru transportul altor persoane;

i) să circule pe partea carosabilă în aceeași direcție de mers, dacă există o cale laterală, o potecă sau un acostament practicabil, ce poate fi folosit;

j) să transporte sau să tragă orice fel de obiecte care, prin volumul ori greutatea lor, stânjenesc sau periclitează conducerea vehiculului ori circulația celorlalți participanți la trafic;

k) să circule pe aleile din parcuri sau din grădini publice, cu excepția cazurilor când nu stâjenesc circulația pietonilor;

l) să circule pe timp de noapte sau când vizibilitatea este redusă, fără să indeplinească condițiile prevăzute la art. 14 și 16;

m) să circule atunci când partea carosabilă este acoperită cu polei, gheața sau zapadă;

n) să circule cu defecțiuni tehnice la sistemele de frânare sau cu un vehicul care nu este prevăzut cu avertizor sonor;

o) să traverseze drumurile publice, pe trecerile destinate pietonilor, în timp ce se deplasează pe bicicletă sau pe moped;

p) să circule pe alte benzi decât cea de langă bordură sau acostament, cu excepția cazurilor în care, înainte de intersecție, trebuie să se încadreze regulamentar pentru efectuarea virajului la stânga;

r) să circule fără a purta imbrăcăminte cu elemente fluorescent-reflectorizante, de la lăsarea serii până în zorii zilei sau atunci când vizibilitatea este redusă;

s) să conducă vehiculul fără a menține contactul roților cu solul.

Pe timpul circulației pe drumurile publice, conducătorii de biciclete sunt obligați să aibă asupra lor actul de identitate, iar conducătorii de mopede sunt obligați sa aibă, în plus, certificatul de absolvire a cursurilor de legislație rutieră și certificatul de înregistrare a vehiculului.

1.4 Stadiul actual al cercetărilor în impactul autovehicul – bicicletă (W.R.Rusty Haight – Collision Investigation and Analysis API, inc. San Diego CA Jerri J.Eubanks – Automobile Collision Cause Anaysis – San Diego, CA.)

În coliziunile în care sunt implicate vehicule pe doua roți, elementele generale de stabilire a parametrilor coliziunii înainte si dupa eveniment, specifice accidentelor în care sunt implicate autovehicule pe patru roți nu mai sunt valabile. Prin urmare, atât diferențele mari dintre vitezele lor de deplasare (biciclete și mopede față de celelalte autovehicule) și masele vehiculelor implicate, cât și imposibilitatea mersului pe două roți, care poate fi asigurată doar de aplicabilitatea forțelor dinamice aparute cu ajutorul momentelor giroscopice dependente de viteza de mișcare, fac necesară cercetarea separată a acestui gen de impact.

În carțile de specialitate s-a arătat ca diferența dintre distața de proiectare și viteză este aproape la fel ca în cazul coliziunilor cu bicicliști și pietoni. Pe parcursul timpului s-au făcut mai multe încercari de reproducere matematică a acestei depdendețe, cum ar fi:

[km/h]

[km/h]

[m/s]

În ultima relație, decelerația media a reprezinta o variabilă necunoscută, pentru că spre deosebire de distanța de proiectare d, ce poate fi măsurată, valoare lui a nu se poate spune cat e din cauza distanței de proiectare datorată fazei de zbor. O valoare a scăderii vitezei poate fi măsurată cu aproximație doar cat ține faza de alunecare a corpului uman pe suprafața solului, deci ecuația de mai sus nu poate fi folosită decat pentru a calcula viteza pierdută în faza de alunecare.

În cazul impacturilor cu biciclete s-au făcut experimente implicând teste cu biciclete și manechine pentru a se afla decelerația medie in timpul alunecarii.

S-au descoperit două metode prin care se poate afla viteza în raport cu coeficientul de frecare:

Târarea bicicletei cu o viteză redusă si constantă pe suprafața solului și măsurarea forței necesare menținerii alunecării;

Proiectarea bicicletei pe suprafața drumului de la o viteză știută, care îi permite să alunece, până in momentul opririi acesteia. În acel moment, coeficientul de frecare poate fi calculat pornind de la dimensiunea distanței de alunecare.

Strucura suprafeței carosabilului și existența unor proeminențe pe părțile laterale ale autovehiculelor influențeaza mărimea coeficientului de frecare. În urma experimentelor de alunecare realizate pe biciclete s-au determinat mărimi medii ale scăderii vitezei cuprinse intre 4 m/s2 și 8 m/s2, remarcându-se totodată că dacă suprafețele sunt umede valorile sunt cu aproape 20% mai mici. De asemenea s-a observat că există o relație invers proporțională între viteza de impact și decelerație.

Aflarea unei viteze de impact din coliziunea unui autovehicul cu o bicicletă este partea cea mai complicată din reconstituirea accidentului. De cele mai multe ori, procesele verbale realizate la fața locului de organele de poliție, când au fost implicate și biciclete, nu oferă destule informații privind locul impactului (ex.urmele puțin vizibile imprimate de anvelopa roții de bicicletă) și spațiul pe care a fost proiectat biciclistul, aceste doua lucruri fiind foarte importante în determinarea vitezei pe care o avea autovehiculul în momentul accidentului.

Pentru a determina o valoare cat mai reală a vitezei de impact în cazul unu impact dintre un autoturism și o bicicletă, în SUA s-au realizat o serie de teste (W.R.Rusty Haight – Collision Investigation and Analysis API, inc. San Diego, CA Jerri J.Eubanks – Automobile Collision Cause Anaysis – San Diego, CA.). Din probele ce s-au desfășurat s-a constatat că o examinare amănunțită a bicicletei, locului de impact, dar și a autoturismului este esențială pentru a găsi cat mai multe informații ce pot ajuta la determinarea vitezei de impact în acest tip de coliziune.

1.5 Concluzii

În concluzie putem admite că unii șoferi au o percepție eronată asupra comportamentului in trafic:

Supraestimarea experienței de conducător auto, indiferent de condițiile din trafic;

Subevaluarea efectelor alcoolului asupra stimulilor necesari conducerii autovehiculelor;

Supraevaluarea capacitații de realizare a următoarelor mișcări ce se petrec în trafic, realizând ulterior manevre riscante sau neasigurarea suficientă;

Incapacitatea de a corela condițiile de drum cu manevrele realizate;

Încalcarea regulilor de circulație la un moment dat, dacă șoferul consideră ca nu-și pune in pericol viața si nici viața altor participanți la trafic.

Putem concluziona că șoferii români subestimează probabilitatea de realizarea a unor coliziuni în urma încălcării regulilor de circulație sau având comportamente riscante.

Conform unui studiu privind atitudinea în trafic a conducătorilor auto, Poliția Rutieră este văzută ca un factor de reglare a comportamentului in trafic, astfel:

Mai mult de jumătate din respondenți au declarat că se simt în siguranță pe străzi datorită echipajelor rutiere mobile;

Peste 50% dintre șoferi sunt de acord cu verificarea vitezei în deplasările cotidiene, însă o treime a apreciat că este posibil ca doar uneori să li se verifice viteza cu aparatul radar;

40% dintre conducătorii auto au fost verificați în ultimii doi ani cu aparatul etilo-test;

25% dintre conducătorii auto au fost amendați în ultimii trei ani pentru depășirea limitei de viteză.

Cap II. Notiuni teoretice impactul autovehicul-bicicleta

2.1. Tipuri constructive si functionale ale bicicletelor

(http://ciclism.blogspot.ro/search/label/Alegerea%20unei%20biciclete)

2.1.1 Alegerea unei biciclete

În prezent, bicicletele au ajuns la un nivel foarte mare al performanțelor. Cadrele realizate din aliaje ușoare, numărul mare de viteze, frânele sigure, fără a pierde din siguranță si eficiență, fac din biciclete niște bijuterii pe două roți. Din punct de vedere economic, acestea sunt o foarte bună investiție, ținând cont de gradul de satisfacție pe care îl oferă. Categoriile de top ale bicicletelor sunt cele de tipul “Mountain Bike” și cursierele. Prețurile diferă atât de la tipul bicicletei, până la echiparea acesteia. Cu cât componentele sunt de mai bună calitate, durata de viață este mai mare, dar si prețul mai ridicat. În momentul achiziției unei biciclete trebuie să se cunoască domeniul de activitate a acesteia. De exemplu o cursieră nu poate fi folosită la capacități maxime pe teren accidentat, deoarece aceasta nu e proiectată pentru acest tip de teren, iar dacă nu apar defecțiuni majore, confortul conducerii acesteia lasă de dorit.

2.1.2 Tipuri de biciclete

2.1.2.1 Mountain Bike-ul (MTB)

Aceste biciclete sunt perfecte pentru circulația pe drumurile accidentate, cu obstacole sau multe pietre. În scopul obținerii unei transmisii a cuplului motor mai bune, acestea sunt echipate cu cauciucuri late, eventual cu crampoane și/sau striații, dându-le montanelor o stabilitate și o aderență mai bune.

Fig. 2.1. Bicicletă MTB

Mountain Bike-urile vin însoțite de 3 foi si de 7, 8 sau 9 pinioane, generând un total de 21, 24 sau 27 de viteze. Cele 3 foi sunt utilizate la obținerea unui raport de angrenare mai mare sau mai mic necesar urcării dealurilor sau cățărărilor dificile.

Fiind proiectate pentru mersul pe suprafețe mai dificile, confortabilitate este dată de suspensii și amortizoare de șoc pe spate și/sau pe față. Totuși sunt mountain bike-uri și fără suspensii, fiind mai accesibile la preț, fiind destinate drumurilor mai puțin dificile, fără obstacole. Cu toate acestea, o bicicletă cu suspensii de foarte bună calitate, dar foarte scumpă, este mai ușoara decât cel mai ieftin mountain bike, datorită materialelor ușoare din care sunt realizate componentele.

2.1.2.2 Cursiera

Cursierele sunt biciclete de viteză, după cum se poate concluziona și din numele acestora. Sunt folosite la parcurgerea de distanțe mari și foarte mari pe drumuri fără obstacole, cu viteze neașteptat de mari. Sunt echipate cu cauciucuri foarte înguste pentru o interacțiune cu solul și cu aerul cât mai mică, acest lucru conferindu-le posibilitatea atingerii unei viteze foarte mare, dar în același timp făcându-le mai instabile.

Fig. 2.2. Bicicletă cursieră

Cel mai important lucru realizat în domeniul cursierelor sunt schimbatoarele încorporate în maneta de frână, permițând schimbarea vitezelor și frânarea în același timp. Cursierele sunt dotate cu trei foi și opt sau nouă pinioane în cazul bicicletelor destinate ieșirilor ocazionale, iar cu două foi și nouă sau zece pinioane celor profesionale, oferindu-le bicicliștilor un raport de angrenare mai mare. Ghidonul, curbat sub forma unor coarne de berbec, permite ciclistului o diversificație a pozițiilor mâinilor in timpul conducerii, totodată oferind o poziție mai aerodinamică decât in cazul MTB, necesitând un timp pentru acomodare cu această poziție.

2.1.2.3 Trekking

Trekking-ul este o bicicletă realizată din combinarea unei biciclete MTB și o cursieră de la care s-au luat roțile și cauciucurile înguste. Această îmbinare a fost folosită deoarece roțile mai mari în diametru și cauciucurile înguste permit deplasarea mai eficientă pe distanțe foarte mari, și ocazional pe teren accidentat. Dacă nu sunteți ciclist de performanță, dar vă plac expedițiile pe distanțe lungi, puteți încerca cu succes acest tip de bicicletă.

Fig. 2.3. Bicicletă de tip Trekking

2.1.2.4. Bicicletele de oraș

Bicicletele de oraș au fost realizate pentru a putea fi folosite cu scopuri recreative de cei ce nu au pretenții deosebite. Acestea sunt destinate mersului prin oraș, parcuri și oriunde calea de rulare este fără obstacole. Cauciucurile sunt de obicei o variantă mai netedă a celor de MTB, dar pot fi și foarte late. Poziția permisă de acest tip de bicicletă este un comodă, solicitând foarte puțin spatele biciclistului, mult mai bună decât cea oferită de o cursieră, unde ciclistul trebuie sa aibe o poziție aerodinamică.

Fig. 2.4. Bicicletă de oraș

2.1.2.5. BMX

Bicicleta de motocros este o variantă mai mică de MTB, fiind utilizată în medii de off-road sau pe piste și trasee special amenajate.

Sportul utilizând BMX este foarte spectaculos, dar totodată si foarte periculos, având următoarele secțiuni:

Sărituri;

Mersul pe rampe;

Întreceri;

Free-style;

Cele mai utilizate modele de BMX sunt cele cu roți de 20” cu cauciucuri late și foarte aderente, cadru mic și componente rezistente. Pentru a putea permite efectuarea de cascadorii, bicicletele BMX de tip free-style sunt prevăzute în continuarea butucilor, sau direct pe cadru, cu niște suporți pentru picioare.

2.2. Elemente de cinematică a impactului autovehicul bicicleta

(Gaiginschi, R., Reconstrucția și expertiza accidentelor rutiere. Editura tehnică, București, 2009.)

(http://stiintasiinginerie.ro/wp-content/uploads/2013/12/59-ASPECTE-CU-PRIVIRE-LA-RECONSTRUC%C5%A2IA.pdf)

Studiul se realizează în raport cu coliziunea frontală autovehicul-bicicletă (fig 2.1) dorindu-se aflarea vitezelor pe baza distanței de proiectare s bicicletei și a biciclistului. Considerăm centrul de greutate al ansamblului bicicletă-biciclist deasupra punctului de impact, la o înălțime h față de axa x situată în planul drumului pe direcția și sensul vitezei bicicletei, iar axa y, a aceluiași sistem de coordonate ortogonal, trecând prin acest centru, în poziția corespunzătoare momentului impactului bicicletei cu automobilul. Această poziție este considerată ca fiind de referință pe scala timpului, utilizată în interpretarea matematică a acestui fenomen. După coliziune, biciclistul se va desprinde de bicicletă, fiind proiectat pe o traiectorie înclinată la început cu o valoare medie de 45°, în raport cu planul drumului. Este posibil ca, în timpul proiectării, biciclistul să treacă peste plafonul autovehiculului, valoarea unghiului de zbor având valoare de aproxmativ 50°.

Fig. 2.5 Schema coliziunii frontale autovehicul-bicicletă

Mărimile cinematice ale unei coliziuni bicicletă-automobil au următoarele seminificații:

După detașarea de bicicletă, biciclistul va fi proiectat prin aer o distanță , pe urmă va lua contact cu solul pe care alunecaă până se oprește, energia corpului său fiind disipată pentru a învinge frecările, pentru ruperea organelor interne și realizarea fracturilor de oase și distrugerea îmbrăcaminții.

După coliziune, atât bicicleta, cât și ciclistul ajung pe traiectorii diferite și inegale. În urma acestui lucru, viteza autovehiculului din momentul impactului poate fi calculată pe două căi:

cu ajutorul distanței de proiectare a biciclistului, ;

pe baza distanței de proiectare a bicicletei, ;

Între distanța de proiectare a bicicletei și viteza bicicletei , de după coliziune, respectiv între distanța de proiectare a biciclistului și viteza biciclistului, tot după coliziune:

pentru bicicletă = 7,31211· , ;

pentru biciclist: = 8,5458 · , ;

Pentru bicicliști, scăderea medie a vitezei de după impact crește o dată cu distanța de poriectare, pe de altă parte la biciclete, decelerația are o variație inversă. Determinarea vitezelor biciclistului și a bicicletei se poate realiza cu ajutorul decelerațiilor medii ale mișcării acestora pe toată durata proiectării lor pe distanțele și . În acest sens, se pot utiliza relațiile:

pentru biciclist: = , ;

pentru bicicletă: = , ;

Viteza inițială a biciclistului, dar și cea a autovehicului influențează viteza ciclistului din momentul post-impactului. Viteza de impact se poate afla cu ajutorul principiului conservării impulsului, luându-se în calcul și masele automobilului, biciclistului și bicicletei. Viteza bicicletei poate fi adoptată în funcție de vârsta și sexul biciclistului, dar și de tipul bicicletei:

Cu ajutorul tabelului de mai sus au fost analizate patru cazuri de comparare a distanței de proiectare a bicicletei sau a biciclistului în funcție de viteza de impact. În cazul de față bicicleta si biciclistul au fost considerate cu valori medii:

Compararea distanței de proiectare a ciclistului de sex masculin, față de cea a bicicletei la o viteză medie de impact:

Din raportul maselor se poate concluziona că la aceeași viteză de impact, distanța de proiectare a bicicletei este mai mare, datorită masei bicicletei care este mai mică decat cea a biciclistului;

Dacă îi atribuim bicicletei o viteză de impac mai mare cu 20% decât biciclistului, vitezele de proiectare devin egale;

Fig 2.6. Distanța de proiectare în funcție de viteza de impact, comparativ biciclist-bicicletă

Compararea distanței de proiectare a biciclistului de sex feminin cu distanța de proiectare a biciclistului de sex masculin la viteza de impact maximă:

Distanța de proiectare a ciclistului masculin este mai mare decât distanța de proiectare a ciclistului feminin, datorită vitezei de deplasare mai mare a biciclistului masculin;

Din graficul de mai jos putem admite că pe un segment al vitezei de impact de 15-25 , cele două curbe se suprapun, concluzionând că la aceeași viteză distanța de proiectare este aceeași pentru ambii subiecți, diferența fiind produsă de greutațile diferite ale sexelor;

Fig. 2.7. Distanța de proiectare în funție de impact, comparativ între sexe

Compararea distanței de proiectare a biciclistului de sex masculin la o viteză de impact minimă, în funcție de grupa de vârstă:

Au fost alese pentru analiză două grupe de vârstă: 6-10 ani și 31-50 ani;

Din grafic rezultă că distanța de proiectare în urma impactului a grupei de vârstă 6-10 ani este mai mare, având o viteza cuprinsă intre 9,9-11,3 , decât a grupei de vârstă 31-50 ani, cu o viteză de deplasare cuprinsă între 11,9-16,5 ;

Fig. 2.7. Distanța de proiectare în funcție de viteza de impact, comparativ pe grupe de vârstă

Compararea distanței de proiectare a bicicletei la o viteza de impact maximă în funcție de tipul bicicletei:

Distanța de proiectare la bicicletele pentru copii poate ajunge, la o viteză de impact maximă de 17,6 , până la aproximativ 4 m;

Distanța de proiectare la bicicletele de șosea poate ajunge, la o viteză de impact maximă de 35 , până la aproximativ 11,5 m;

Fig. 2.8. Distanța de proiectare în funcție de viteza de impact, comparativ pe tipuri de biciclete

2.3. Vătămări și criterii de vătămare

Criterii de vătămare a ocupanților unui autovehicul implicat intr-o coliziune

Gabauer, J.D. „Predicting Occupant Injury with Vehicle-Based Injury Criteria in Roadside Crashes.” Blacksburg, Virginia, 2008.

Workgroup data Processing Vehicle Safety. „Crash Analysys.Criteria Descrition.Version 2.1.1.” May 2008.

Criteriul de vătămare reprezintă, la modul general, estimarea potențialul de vătămare. În general, se folosesc două tipuri de criterii de vătămare pentru evaluarea riscului de vătămare al ocupantului: criterii de vătămare bazate pe cinematica vehiculului și criterii de vătămare bazate pe cinematica ocupantului.

2.3.1.Criterii de vătămare bazate pe vehicul

În acest caz, estimarea potențialului de vătămare al ocupantului se face doar pe baza răspunsului vehiculului în timpul impactului. Criteriile prin care se estimează potențialul de vătămare sunt:

Criteriul Delta-V

Δv este o măsură a severității impactului definită ca variația totală a vitezei vehiculului în timpul impactului.

Criteriul accelerației medii

Accelerația medie longitudinală, laterală sau totală calculată în intervalul de 50 ms este parametrul utilizat în criteriul accelerații medii.

Criteriul masei concentrate libere

Acest model presupune că severitatea vătămării ocupantului este dependentă de viteza de impact dintre ocupant și vehicul și de accelerația ocupantului.

Idexul severității accelerației (ASI)

Se bazează pe accelerațiile vehiculului măsurate în timpul testelor.

2.3.2. Criterii de vătămare bazate pe ATD

ATD este modelul mecanic, manechinul de test, folosit într-un mod repetitiv pentru estimarea potențialului de vătămare. Potențialul de vătămare este evaluat pe zone ale corpului uman pe baza măsurării accelerațiilor și deplasărilor manechinului în timpul impactului.

Criterii utilizate pentru estimarea riscului de vătămare a capului.

Criteriul de vătămare a capului – HIC

Criteriul de performanță – HIC(d)

Criteriul de performanță a capului – HPC

Durata de contact a capului la impact HCD

Criterii utilizate pentru estimarea riscului de de vătămare a gâtului:

Criteriul Momentului Total al Condilului Occipital (MOC)

Criteriul Momentului Total (MTO)

Criteriul de vătămare a gâtului (NIC) la impact frontal

Criteriul de vătămare a gâtului (NIC) la impact din spate

Criterii utilizate pentru estimarea riscului de vătămare a toracelui

Criteriul de vâscozitate (VC)

Criteriul de deformare al toracelui (RDC)

Criteriul de performanță al toracelui (THPC)

Indexul de vătămare toracică (TTI(d))

Criteriul de acceptabilitate al toracelui (ThAC)

Criterii utilizate pentru estimarea riscului de vătămare a membrelor

Criteriul forței din femur (FFC)

Indexul tibiei (TI)

2.4. Calculul analitic al parametrilor impactului auto-bicicleta

2.4.1. Forțe

Dacă bicicleta și ciclistul sunt considerate ca fiind un singur sistem, forțele care acționeaza asupra acestuia și componentele sale pot fi împarțite în două grupe: interne și externe. Forțele externe aparat datorită gravitației, inerției, contactului cu solul, dar și contactului cu atmosfera. Forțele interioare sunt cauzate de biciclist și prin acțiunea dintre componente.

2.4.1.1. Forțele externe

Ca în cazul tuturor greutaților, gravitația trage biciclistul, dar și toate componentele bicicletei, spre pământ. La fiecare pneu, pata de contact însumează forțe cu componente orizontale și verticale. Componentele verticale împiedică o mare parte din forța de gravitație, dar, de asemenea, variază în funcție de frânare și accelerare. Componentele orizontale, datorită frecării dintre roți și sol, inclusiv rezistența la rulare, sunt răspuns al forțelor propulsoare, al forțelor de frânare și forțelor de cotitură. La viteză normală pe un plan drept, rezistența aerodinamică este cea mai mare forță de înaintare, iar la viteză mai mare, această forță devine dominanta.

Săgeata verde – forța gravitațională;

Săgeata albastră – forța aerodinamică;

Săgeata roșie – forța de reacția verticală a solului;

Săgeata galbenă – forța de rezistență de rulare;

Săgeata portocalie – forță de frecare;

Săgeata mov – forța de torsiune a roții din față;

2.4.1.2. Forțele interne

Forțele interne, compuse din componentele sistemului și biciclist, sunt în mare parte cauzate de ciclist sau prin frecare. În momentul pedalării, biciclistul poate realiza cupluri în mecanismul de direcție și cadrul din spate, dar și între biciclist și cadrul posterior. Frecare există între orice piesă care se mișcă împotriva alteia. Unele biciclete au amortizoare directe pentru a risipi energia cinetică nedorită, iar altele au un arc conectat la furca din față a cadrului pentru a oferi un cuplu progresiv care tinde să orienteze bicicleta în față.

2.4.2. Cotitura

Pentru ca o bicicletă să vireze, care este, schimbarea direcției de deplasare înainte, roata din față trebuie să se îndrepte în direcția dorită, precum orice roată conducătoare din față unui vehicul. Frecarea dintre roți și sol generează apoi accelerația centripedă necesară pentru a modifica cursul de drept înainte ca o combinație de forțe de viraje și curbă de înpingere. Raza de început de viraj fară înclinarea bicicletei poate fi aproximată, pentru unghiuri de direcție mici, prin:

= , unde:

r este raza aproximativă;

este ampatamentul;

este unghiul de virare;

este unghiul de fugă al axei de direcție;

2.4.3. Înclinarea

Cu toate acestea, spre deosebire de alte vehicule cu roți, bicicletele trebuie să se aplece în timpul unui viraj pentru a echilibra forțele în cauză: forța gravitațională, forța de inerție, forța de frecare și atingere a solului. Unghiul de virare, , poate fi calculat ușor utilizând legile de mișcare circiulară.

, unde:

este viteza de înaintare;

este raza de întoarcere;

este accelerația gravitațională;

Această înclinare a bicicletei din cauza grosimii anvelopelor de 2 , poate fi calculată ca:

, unde:

este unghiul de înclinare ideală;

este înălțimea centrului de masă;

este grosimea anvelopei, o anvelopă de 12 inch, va avea =6 inch.

2.4.4 Unghiul de direcție

Mai multe efecte influențează unghiu de virare, unghi la care ansamblul frontal este rotit în jurul axei de direcție, fiind necesar să se mențină starea de echilibru într-un viraj. Unele dintre acestea sunt unice pentru vehiculele cu o singură urmă, în timp ce altele sunt folosite și de automobile.

Mai întâi, unghiul efectiv de direcție cinematic, fiind unghiul proiectat pe planul rutier pentru care ansamblul este rotit este o funcție a unghiului de direcție și unghiul axei de direcție:

, unde:

este unghiul de virare cinematic;

este unghiul de virare;

este unghiul de fugă al axei de direcție;

În al doilea rând, scade raza efectivă a unghiului de virare proporțional cu unghiul de înclinare. Raza rezultată poate fi aproximată cu ajutorul formulei:

, unde:

este raza aproximativă;

este ampatamentul;

este unghiul de înclinare;

este unghiul de virare;

este unghiul de fuga al axei de direcție;

În al treilea rând, pentru că pneurile anterioare și posterioare pot avea diferite unghiuri de alunecare din cauza distribuției greutății, proprietăților anvelopelor, etc., bicicletele pot experimenta subvirarea sau supravirarea. Când supravirăm, unghiul de virare trebuie să fie mai mare, iar când supravirăm, unghiul de virare trebuie să fie mai mic decât ar fi dacă unghiurile de alunecare au fost egale pentru a menține o rază de virare dată.

În al patrulea rând, curba de tracțiune contribuie la forța centripedă necesară pentru a provoca bicicleta să devieze de la o cale dreaptă, împreună cu forța de virare, datorită unghiului de alunecare, putând să fie cel mai mare contribuitor. Curba de tracțiune contribuie la capacitatea bicicletelor de a realiza un viraj cu aceeași rază ca și automobilele, dar cu un unghi de direcție mai mic. Când o bicicletă este direcționată și se apleacă în aceeași direcție, unghiul de cădere al anvelopei din față este mai mare decât a anvelopei din față, astfel generându-se mai multă curbă de tracțiune, toate celelalte fiind egale.

2.4.5. Teoria mișcării laterale

Deși ecuațiile sale de mișcare pot fi liniarizate, o bicicletă este un sistem neliniar. Variabilele trebuiesc rezolvate, deoarece nu pot fi scrise ca o sumă liniară de componente independente, adică comportamentul său nu este expresibil ca o sumă a componentelor descriptorii. În general, sistemele neliniare sunt dificil de rezolvat și mult mai ușor de înțeles decât cele liniare. În cazul idealizat, în care este ignorată frecarea și orice îndoire, o bicicletă este un sistem conservator.

2.4.6. Grade de libertate

Numărul de grade de libertate a unei biciclete depind în special de modelul utilizat. Cel mai simplu model care surprinde caracteristicile dinamice cheie, patru corpuri rigide cu roți de margine de cuțit de rulare pe o suprafață plană, are șapte grade:

coordonata punctului de contact cu roata din spate;

coordonata punctului de contact cu roata din spate;

unghiul de orientare a cadrului din spate;

unghiul de rotație a roții din spate;

unghiul de rotație a roții din față;

unghiul de înclinare a cadrului din spate;

unghiul de bracare între cadru spate și partea din față.

Adăugarea de complexitate modelului, cum ar fi suspensia, respectarea anvelopelor, cadru flexibil sau mișcare biciclist, adaugă grade de libertate. Unghiul de teren este complet limitat de obligația ca ambele roți să rămână pe teren, astfel putând fi calculată geometric din celelalte șapte variabile. În cazul în care locul de biciclete și rotirea roților sunt ignorate, primele cinci grade de libertate pot fi, de asemenea, ignorat.

2.4.7. Ecuațiile de mișcare

Ecuațiile de mișcare a unei biciclete idealizată, constând din:

un cadru rigid;

furcă rigidă;

foaie și un pinion rigide cu dinți ascuțiți;

toate conectate cu rulmenți de frecare și rulare fără frecare sau alunecare pe o suprafață netedă orizontală;

lucrează la, sau aproape la, starea de echilibru în poziție verticală și drept- înainte;

Acestea pot fi reprezentate de o ecuație de gradul patru sau două de gradul doi, ecuația de înclinare:

și ecuația de direcție:

, unde:

este unghiul de înclinare al ansamblului spate;

este unghiul de virare al ansamblului față în raport cu ansamblul spate;

și sunt momente aplicate ansamblului spate, respectiv axei de direcție; pentru a analiza o bicicletă necontrolată, ambele se iau egale cu zero;

Acestea pot fi reprezentate în formă de matrice:

, unde:

este matricea de masă simetrică, care conține termeni care includ doar masa și geometria bicicletei;

este așa numita matrice amortizoare, chiar dacă bicicleta idealizată nu are nicio disipare, conține termeni care includ viteza de avansare și este asimetrică.

este așa numita matrice de rigiditate, care conține termeni care includ constanta gravitațională și , fiind simetrică în și asimetric în ;

este un vector de unghi de înclinare, dar și de virare;

este un vector de forțe exterioare, adică momentele menționate mai sus;

În acest model idealizat și liniarizat, există mulți parametri geometrici (ampatament, unghi de cap, masa fiecărui organism, raza roții, etc.), dar numai patru variabile importante: unghiul de înclinare, viteza de înclinare, unghiul de cârmire și viteza de cârmire. Aceste ecuații au fost verificate prin comparație cu mai multe modele numerice derivate complet și independent.

Ecuațiile arată că bicicleta este ca un pendul inversat cu poziția laterală de sprijin controlată de termeni care reprezintă accelerația rulării, viteza și deplasarea rulării ca răspuns la cuplul de direcție. Termenul de accelerare în rulare este în mod normal un semn rău pentru auto-stabilizare, așteptându-se să fie importantă în ceea ce privește oscilațiile Wobble. Răspunsul vitezei de rulare este de semn corect, este giroscopic în natură, fiind proporțional cu viteza, și este dominat de contribuția roții din față.

2.5 Concluzii

Metodele numerice, de reconstrucție a accidentelor rutiere, au mai multe avantaje: modelul astfel construit permite schimbarea datelor de intrare și efectele lor se pot cerceta în mod mai simplu; rezultatele simulate grafic oferă o imagine clară a evenimentelor; rezultatul nu depinde de timpul execuției și simularea numerică este practic fără pericol.

Precizia rezultatelor obținute prin simulare grafică depinde de construirea modelului de calcul, de datele de intrare și de complexitatea modelului.

Utilizarea analizei computerizate, prin avantajele pe care le oferă (reducerea timpilor de calcul, simularea diferitelor situații de accident etc.) devine un instrument util și necesar experților tehnici și inginerilor care își desfășoară activitatea în cadrul reconstituirii accidentelor rutiere și dezvoltării sistemelor de securitate.

Cap III. Calcul dinamic

Date de intrare

zona frontală: 0.50 ;

coeficientul de frânare: 0.50;

densitatea aerului: 1.226 ;

greutatea biciclistului: 75.0 kg;

coeficientul de rulare: 0.004;

înclinație: 0.030;

ritm: 100 rpm;

lungimea manivelei: 170 mm;

intervalul efectiv de pedalare: 70;

viteza: 8.00 ;

putere: 278.5 ;

Forțele ce acționează asupra biciclistului:

Rezistența aerului, , se măsoară în Newtoni pentru biciclist, dar și petru bicicletă, fiind cauzată de împingerea vântului. Variabilele ce influențează frânarea sunt: aria frontală a biciclistului si a bicicletei, ; coeficientul de frânare, ; densitatea aerului, ; viteza de deplasare, .

Rezistența la rulare, , se măsoară în Newtoni pentru biciclist, dar și petru bicicletă, fiind cauzată de frecarea ce se realizează la contactul roții cu solul. Variabilele ce influențează influența la rulare sunt: coeficientul de rulare, , și de greutatea biciclistului și bicicletei, W.

Forța gravitațională, , trage ansamblul bicicletă-biciclist în jos, spre sol, . Panta unui deal este definită în cazul de față ca o diviziune a unui drum orizontal. Aceasta este definită ca un numar zecimal.

Puterea, , reprezintă efortul necesar pe o unitate de timp de a învinge forțele ce acționează asupra bicicletei și a biciclistului.

Viteza pedalei, , depinde de cădere, , și de lungimea manivelei, .

Forța medie la pedală, , este strâns legată de putere și viteza pedalei, .

Forța efectivă de pedalare, , reprezintă forța celor două picioare necesară să ofere aceeași forță medie, , în timp ce pedalați doar o parte, , dintr-o rotație completă a pedalei.

Fig. 1.1. Diagrama vitezei în funcție de putere

3.1.2. Viteza și accelerația

Puterea și viteza descriu parametrii biciclistului în condiții de echilibru unde puterea impusă, viteza și forțele ce acționează asupra biciclistului sunt in echilibru. Ajungând în echilibru, poate rula sub un minut în timpul unui proces sub putere constantă și condiții externe constante. De multe ori vrem să știm cât timp va dura parcurgerea unei distanțe de către ciclist din momentul în pleacă de pe loc unde echilibrul nu poate fi atins. În cazul unei urmăriri, puterea, viteza și forțele nu pot ajunge la starea de echilibru până aproape de sfârșitul cursei. Ecuațiile diferențiale descriu distanța pe care un biciclcist o acoperă, viteza și accelerația ca funcții de timp.

Suma forțelor ce acționează asupra biciclistului este egală cu masa acestuia, înmulțită cu accelerația sa.

Puterea aplicată biciclistului împărțită la viteza la care puterea este aplicată oferă forța ce acționează asupra biciclistului din cauza puterii aplicate.

Forțele ce acționează asupra biciclistului devin:

Ecuația diferențială poate fi scrisă ca:

unde biciclistul este considerat o funcție de timp pentru este poziția, este viteza și este accelerația.Soluția pentru această ecuație diferențială ne oferă formele explicite ale acestor ecuații.

Dacă rezultatele în anumite părți sunt diferite față de ce ne așteptam noi, acestea pot fi din cauza timpului și a distanței pentru că nu pot fi consecvente, de exemplu, poate dura mai mult timp pentru a ajunge la o destinație decât parametrul.

Exemple de părți ale ecuațiilor de mișcare:

zona frontală: 0.50 ;

coeficientul de frânare: 0.50;

densitatea aerului: 1.226 ;

greutatea biciclistului și a bicicletei: 75.0 kg;

coeficientul de rulare: 0.004;

înclinație: 0.030;

timpul la început: 0 ;

viteza de la început: 0 ;

distanța de la început: 0 ;

timpul de la sfârșit: 70 ;

puterea maximă: 278.5 ;

puterea medie: 223.6 ;

timpul la care viteza este maximă: 3.7 ;

perioada de timp: 30 ;

timp pentru distanța de 500 ;

Timpul pe care îl realizeaza biciclistul pentru 500: 54.3 ;

Viteza cu care se deplasează biciclistul la 500 : 11.1 ;

Fig. 1.2. Distanța parcursă de biciclist în raport cu timpul de parcurgere

Fig. 3.3. Viteza parcursă de biciclist în raport cu timpul de parcurgere

Fig. 3.4.. Accelerația de rulare a bicicletei în raport cu timpul de parcurgere

Fig. 3.4. Viteza de parcurgere în raport cu distanța parcursă