Accidentele Rutiere

Stadiul actual privind accidentele rutiere

Notiuni generale privind accdidentele rutiere.

Automobilul dateaza in istorie din anul 1769, moment in care motorul cu abur a fost utilizat pentru prima data pentru a transporta oameni.

Automobilul se extinde cu rapiditate in tarile dezvoltate si devine principalul mijloc de transport, din acest motiv, dupa cel de-al doilea Razboi Mondial, industria de automobile ia amploare. Pe plan mondial, la inceputul perioadei posbelice, existau aproximativ 500.000 de unitati, iar in 2007 se produceau peste 70 de milioane de unitati.

Odata cu aparitia si inmultirea numarului de automobile a avut loc si primul accident. Acesta a fost consemnat in anul 1869. În acest accident fiind implicat un automobil cu motor cu abur.

Sursa:http://money.cnn.com/galleries/2009/smallbusiness/0901/gallery.founded_in_a_recession.smb/4.html

“Accidentul este o întâmplare neașteptată care modifică situația vehiculelor implicate, ca și situația pasagerilor sau a pietonilor “.

Există mai mulți factori care contribuie la creșterea riscului de coliziune. Aceștia pot fi inclusiv proiectarea autovehiculului, viteze, proiectarea drumului, mediul rutier, consumul de alcool sau droguri. La nivel mondial, coliziunile autovehiculelor cu motor conduc la decese, invalidități precum și la costuri financiare.

În anul 2013 au avut loc aproximativ 54 de milione de accidente, ceea ce a condus la decesul a aproximativ 1.4 milioane de persoane. Aproape toate țările cu venituri ridicate au in scădere rata de deces, în timp ce majoritatea țărilor cu venituri scăzute au rata de deces în creștere datorită coliziunilor din trafic.

Un studiu bazat pe rapoartele britanice și americane a arătat că 57% din accidente s-au datorat unor factori de natură umană, 27% factori datorați carosabilului și conducătorilor auto, 3% datorați exclusiv carosabilului si 2% datorați exclusiv autovehiculelor.

Mai important decât reducerea numărului accidentelor este reducerea severitații acestora ce sunt produse de o categorie largă de cauze. Modificările efectuate asupra vehiculelor și a carosabilului sunt mai eficiente decât eforturile de a schimba comportamentul conducătorilor auto.

Factorii umani care influențează coliziunile autovehiculelor sunt toți factorii care țin de conducătorii auto și alți participanți la trafic. Exemplele includ comportamentul conducătorilor auto, acuitatea vizuală și auditivă, abilitatea de a lua decizii, precum și viteza de reacție.

Conducătorii auto care utilizează dispozitive mobile au un risc de aproape 4 ori mai mare de accident decât cei care nu utilizează dispozitive. Cea mai frecventă acțiune este apelarea, care distrage atenția mărind șansa de accident de 12 ori.

Companiile de asigurare ne arată în urma unor statistici că tinerii cu vârste cuprinse între 18-25 ani au o incidență a accidentelor semnificativ mai mare spre deosebire de persoanele cu o vârstă mai înaintată. Aceleași statistici ne arată că în primul an de la obținerea dreptului de a conduce incidența accidentelor este cea mai mare.

Conform statisticilor din anul 1993 până în anul 2013 numărul accidentelor a fost în scădere..

Tabelul. 1.1.1 – Statistica accidentelor rutiere – sursa: http://www.unece.org/stats/stats_h.html

Wikipedia

1.2. Clasificarea accidentelor rutiere.

Accidentele rutiere se pot clasifica după mai multe criterii după cum urmează:

După gravitatea vătămărilor:

-Accidente ușoare

-Accidente grave

După tipul coliziunii:

În funcție de partenerii de trafic

-Vehicul – vehicul

-Vehicul – pieton

-Vehicul – mediu înconjurător

-Vehicul – alt participant la trafic

După tipul de impact

Accidentele de tipul vehicul – vehicul se pot clasifica:

-Impact frontal

-Impact lateral

-Impact oblic

-Impact din spate

Dupa factorul determinant:

-Factorul uman

-Autovehiculul

-Factorii de mediu

Studiile efectuate arată că din numărul total de persoane rănite grav sau decedate în accidentele rutiere aproximativ 23% in Europa și 33% în America sunt in urma coliziunilor laterale. Numărul persoanelor implicate în accidente cu impact lateral sunt relativ mici, dar gravitatea acestui tip de impact este ridicată.

Coliziunile laterale au loc mai frecvent în intersecții, atunci când traiectoriile automobilelor se intersectează sub un unghi oarecare. Unele din cauzele acestor coliziuni pot fi, fie viteza excesivă sau neatenția, fie nerespectarea reguilor de circulație. Coliziunile laterale mai pot apărea și în cazul lovirii unor obstacole fixe (copaci, stâlpi) apărute în urma unor coliziuni frontale sau a unor derapări. Cele mai grave accidente cu coliziune laterală au loc în afara intersecțiilor. Acestea se datorează vitezelor mai ridicate de circulație și atenției mai scăzute a conducătorilor auto.

Conform statisticilor, impacturile frontale au cea mai mare frecvență de apariție și sunt și cele mai grave. Există mai multe tipuri de diferențiere a coliziunilor frontale, în funcție de direcțiile ciocnirii și în funcție de gradul de acoperire a suprafeței frontale, efectele impactului depinzând de gradul de acoperire și unghiul impactului. Odata cu creșterea gradului de acoperire, șocul este preluat de mai multe elemente ale caroseriei. În cazul unui impact cu grad de acoperire de 100%, toate elementele din partea frontală participă la preluarea șocului, odata cu scăderea gradului de acoperire solicitările devin asimetrice, iar partea caroseriei intrată în imapct este intens solicitată.

În încercarea de a reduce acest efect constructorii introduc elemente de legătură între lonjeroane. Aceste elemente au rolul de a distribui energia de impact mai uniform și către cealaltă parte a autovehiculului. Prin acest mod se reduc solicitările pieselor și deformările acestora, efectele fiind benefice pentru protecția pasagerilor.

În funcție de elementele caroseriei implicate în impact, coliziunile frontale se pot grupa în mai multe categorii. Aceste categorii se diferențiază cu ajutorul testelor de echivalare. Coliziunile reale se încadrează în diferite categorii de teste echivalente.

În multe cazuri de coliziuni acestea se încadrează în trei categorii de teste, fiecare test corespunde unui grad de acoperire (50%, 40% si 30%)

Testele cu un grad de acoperire de 30% și 40% sunt echivalente cu coliziunile reale la care energia este preluată de lonjeroane. Dacă energia de impact este preluată de motor și elementele de transmisie, acesta se încadrează în categoria de teste cu grad de acoperire de 50%. Foarte multe din cazurile de coliziune frontală se încadrează în categoria de teste de 30%, 40%, dat fiind faptul că sunt foarte rare cazurile în care ciocnirea se produce cu toată suprafața autovehiculului, deoarece conducătorii auto au tendința de a face manevre de evitare a impactului, astfel coliziunea având loc doar pe o parte a părții frontale a autovehiculului. O influență mare o are unghiul forțelor de impact, care influențează deformările caroseriei și diferitelor elemente. Unghiul de impact influențează și deplasarea după coliziune (în multe din cazuri unghiul de impact se situează peste valoarea de 30°).(Coliziunea autovehiculelor – N Cordos, N Burnete, A Todorut)

Generalitați privind comportamentul autovehiculelor la impact.

Pentru a putea estima forțele maxime și durata impactului în cazul coliziunii a doua autovehicule, se poate aplica teoria ciocnirii corpurilor elastice. Aplicarea legii deformarii plastice statice a metalelor la coliziunea dintre vehicule are ca rezultat o majorare a duratei de deformare față de modelul real.

a) Teoria Galilei, Huygens și Newton

Pentru determinarea vitezelor de ieșire din coliziune, pe baza vitezelor de intrare în coliziune se recomandă aplicarea acestei teorii (Teoria Galilei, Huygens și Newton)

Ipoteze simplificatoare:

– forțele fiind foarte mari, durată scurtă de impact;

– toate forțele exterioare sunt neglijabile comparativ cu cantitatea de impuls;

– integrala cantității de mișcare este finită;

– configurarea cinematică se conservă pe durata impactului;

– deformările corpurilor pe durata impactului nu sunt considerate în calcule.

Bazele mecanicii și reconstituirii sunt teoriile impactului enunțate de Newton (legile fundamentale ale mecanicii):

Prima lege de mișcare a lui Newton:

Orice obiect în mișcare uniformă, tinde să-și păstreze această stare de mișcare, chiar și dacă asupra lui intervin forțe exterioare.

Legea a doua de mișcare a lui Newton:

Relația între masa m a unui obiect, accelerația lui a, și forța F dezvoltată de acel obiect este . Forța și accelerația sunt mărimi vectoriale, direcția accelerației fiind aceeași cu cea a forței.

Legea a treia de mișcare a lui Newton:

Forța de acțiune este egală și de sens contrar cu forța de reacțiune (în natură există numai “perechi de forțe”, ci nu “forță pură”, unică).

Impactul este definit prin două faze de către Newton: cea de comprimare și cea de restituire.

La finele fazei de comprimare, în cazul unui impact „total”, vitezele ambelor obiecte (vehicule) intrate în coliziune, în punctul de impact, sunt identice. Vehiculele intrate în coliziune se vor separa datorită elasticității fiecăruia dintre ele.

b) Legea conservării energiei

Conform legii de conservare a energiei, cantitatea de energie din sistemul închis rămâne constantă, indifernt de forma energiei. Energia nu poate fi suprimată sau creată, de unde rezultă egalitate între energia cinetică preimpact si postimpact, la care se adaugă pierderea de enrgie (ΔE):

(1.1)

m – masa totală a autovehiculului

v – viteza autovehiculului înainte de impact

v’ – viteza după impact

i si j – vehiculele implicate în impact

Pierderile de energie ΔE se pot datora:

– deformările plastice ale vehiculelor intrate în coliziune

– vehiculelor în planul căii de rulare

– Frecărilor dintre roți si calea de rulare

Cea mai mare pierdere de energie se datorează deformărilor, cantitatea acesteia fiind cea mai insemnată comparativ cu alte categorii de pierderi.

Celelalte tipuri de piederi sunt greu măsurabile sau necuantificabile datorită imposibilității de a cunoaște anumiți parametrii (durata impactului, momentele de inerție, centre de greutate). Cantitatea lor fiind de aproximativ zece ori mai redusă, de aceea aceste cantitați de energie se neglijează. Parametrul care se utilizează la calculul pierderii de energie este “viteza echivalentă a energiei” disipate în timpul deformării autovehiculului. (Energy Equivalent Speed = EES), aceste date se pot procura din diferite bănci de date puse la dispoziție de constructor sau de diferite organizații.

c) Principiul momentului liniar (al cantității de mișcare)

Produsul masei m cu viteza v ne arată momentul liniar al unui obiect (cantitatea de mișcare). Cantitatea de mișcare pe durata impactului se conservă conform legii lui Newton. Această lege demonstrează tendința obiectelor de a nu iși micșora viteza, cantitatea de mișcare de după coliziune este egală cu cea a corpului înainte de coliziune.

(1.2)

Pentru a putea aplica această ecuație trebuie să se utilizeze conceptul de “elasticitate” (ε). Elasticitatea variază între 0 (impact elastic) și 1 (impact plastic). Această metodă se aplică atunci când autovehiculele au mase relativ apropiate. În literatura de specialitate această metodă se simbolizează, COLM (Conservation of Linear Momentum).

d) Principiul conservării momentului unghiular

Tendința obiectelor de a se roti pentru a păstra viteza unghiulară de rotație la aceeași valoare, este momentul unghiular.

(1.3)

Ipoteza coeficientului de restituire (Newton)

Coeficientul de restituire descrie comportamentul plastic si elastic al corpurilor.

Comportamentul plastic si elastic al corpurilor este descris de coeficientul de restituire, acesta este defini ca si raportul dintre impulsul de restituire SR și impulsul de comprimare SC :

(1.4)

Ipoteza direcției (Marquard 1962):

Din directia vitezei relative a centrului de greutate rezulta directia impulsului si este indepndenta de forma corpurilor

Modelul clasic de impact Kudlich-Slibar (1966):

Viteza relativă tangențială dintre corpuri este nulă dacă acțiunea impulsului se situează în interiorul suprafeței conice definite de inecuația T ≤ μ N .

Daca impulsul actioneaza in interiorul suprafetei conice definite de inecuatia T ≤ μ N rezulta viteza relativa tangentiala dintre doua corpuri care este nula

Se definesc două categorii de impact:

– impact total (integral)

– impact de alunecare

Ipotezele impactului total:

-nu există mișcare relativă între corpurile intrate în coliziune în punctul de impuls la sfarsitul fazei de comprimare;

-media momentului de restituire și a celui de comprimare se definește prin coeficientul de restituire.

Ipotezele impactului de alunecare:

In situatiile in care obiectele nu au aceeasi viteza in puctul de impuls, trebuie sa se defineasca un plan de „alunecare” pentru cele doua viteze (corpurile aluneca unul in raport cu celalalt), acest plan inlocuieste punctul de impuls, pentru a putea rezolva acest caz sunt necesare ipoteze simplificatoare:

– lipseste mișcare relativă între corpurile intrate în coliziune în punctul de impuls la sfarsitul fazei de comprimare pe direcția normală a planului de contact;

– direcția momentului este limitată de frecarea dintre corpurile intrate în coliziune, caracterizată de coeficientul de frecare μ.

– media momentului de comprimare și a celui de restituire se definește prin coeficientul de restituire.

Coliziunea cu alunecare (Böhm, Hörz 1968):

In coliziunile caracterizate de alunecări relative, cele două corpuri nu ating aceeași viteză în punctul de impuls pe durata impactului. Se definește un plan de contact ce conține vectorii viteză ai fiecăruia dintre cele două corpuri, astfel că punctul de impuls se deplasează în acest plan. Pentru acest caz se fac ipotezele:

Corpurile intrate in coliziune nu ating aceleasi viteze in punctul de impuls in timpul impactului, acestea sunt coliziunile caracterizate de alunecari relative.

-între cele două corpuri (vehicule) nu au loc mișcări relative în punctul de impuls corespunzător momentului de final a fazei de comprimare, pe direcția normală planului de contact;

-direcția momentului de transfer este limitată de coeficientul de frecare, μ, dintre cele două corpuri;

-raportul între impulsul de comprimare și cel de restituire este definit de coeficientul de restituire.

Reconstituirea accidentelor rutiere

Stadiul actual al cercetărilor experimentale / Metodologii de testare.

Grafic cu numărul victimelor decedate.

Din graficul de mai jos se poate observa o descreștere a cazurilor de deces datorată accidentelor deși numărul accindetelor a scăzut foarte puțin. Această tendință descrescătoare a mortalității este influențată de îmbunătățirea siguranței pasive (reducerea gravității accindentelor).

Cercetarea accidentelor rutiere este o ramură a științei, relativ tânără care are ca scop creearea premizelor pentru a reduce acest fenomen.

De acest domeniu sunt preocupate diverse instituții de stat și organizații neguvernamentale precum:

Asociația Constructorilor de Autovehicule (ACEA)

Economia de asigurări (GDV)

Organizațiile utilizatorilor (ADAC, DEKRA, etc. )

Construcția de căi rutiere (BASt)

Societăți de experți, Poliția rutieră

În urmă cu câteva decenii, dinamica autovehiculelor era formată exclusiv din procese de demaraj, frânare, maniabilitate și stabilitate.

În ultima perioadă au fost create noi capitole care se ocupă de cercetarea coliziunilor dintre vehicul și alt vehicul, dintre vehicul și pieton sau vehicul și alt participant la trafic și reconstituirea accidentelor rutiere.

Pentru toate tipurile de autoturisme, în momentul de față, normele de încercări experimentale sunt:

FMV SS 208

ECE R 94

EURO – NCAP

US – NCAP

Euro-NCAP are ca scop informarea clienților despre sistemele si ansamblul de siguranță al autovehiculelor, astfel motivând dezvoltarea si inovarea unor noi sisteme de siguranță.

In viitor testele de siguranță Euro-NCAP își propun o acuratețe mai mare în evaluarea gradului de siguranță a mașinilor prin introducerea de noi tipuri de teste si reevaluarea actualelor protocoale care sunt învechite.

În scopul de a sensibiliza consumatorii ,vor fi promovate prin intermediul Euro NCAP Advanced noi inovatii de siguranță. Fiecare sistem eligibil trebuie să își demonstreze beneficiul pe baza eficienței estimate.

În ultima perioada structura automobilului a devenit din ce în ce mai rigida, acest lucru a contribuit la reducerea leziunilor la nivelul picioarelor și la nivelul capului. Rigiditate ridicata înseamna decelarari mari în timpul impactului, care trebuie sa fie preluate de sistemele de reținere din scaune, în timpul accidentului. Aceste decelerații pot duce la leziuni grave in zona toracelui.

Accidente frontale sunt responsabile pentru mai multe decese și răniri grave decât orice alt tip de accident . Un scenariu tipic este o coliziune frontala între două mașini din sens opus , la viteze moderat. In cele mai multe coliziuni de acest tip, doar o parte din structura lățimii din față a vehiculului este implicat.

Sursa: http://www.euroncap.com/en/vehicle-safety

În testul pe scară largă , autovehiculul este condus cu o viteză de 64km de/h, iar partea frontala a autovehiculului se suprapune 40% cu o barieră deformabilă, care reprezintă vehiculul din sens opus. Testul reproduce un accident între două mașini de aceeași greutate, ambele se deplasează cu o viteză de 50 km/h . Două manechine de impact frontal sunt așezați în partea din față și manechine pentru copii sunt plasați în scaune pentru copii pe locurile din spate .

Euro NCAP testeaza masini cu o barieră rigidă cu suprapunere completă la o viteză de testare de 50 km/h . Un manechin de impact frontal este așezat în scaunul șoferului din față și în scaunul pasagerului din spate,

Coliziunile laterale sunt a doua cea mai frecventă cauză de deces și leziuni grave . În comparație cu un impact frontal, există foarte puțin spațiu în interiorul vehiculului, care să poată să absoarbă energia iar leziunile la cap și piept, grave, sunt comune.

În testul Euro NCAP , un obstacol deformabil este montat pe un cărucior și este condus cu o viteză 50 km/h în partea laterală a vehiculului de încercare, staționat în unghiuri drepte. Un manechin de impact lateral este pus în scaun și manechine-copii sunt plasate in sistemele speciale de reținere pentru copii pe scaunul pasagerului din spate.

Anumite tipuri de impact lateral implică un vehicul care se deplasează lateral în obiecte rigide aflate pe marginea drumului, cum ar fi copaci sau stâlpi. Acest lucru este rezultatul unei pierderi a controlului din partea conducătorului auto, din cauza vitezei, eroare de pilotaj sau din cauza unui derapaj în condiții alunecoase. Astfel de accidente sunt severe și frecvența de deces sau vătămare gravă este mare.

În testul Euro NCAP , o masina este propulsat lateral cu o viteză de 32 km/h într-un stâlp rigid, îngust . Mașina este plasată perpendicular pe direcția de mișcare, sau așa cum se face începând cu 2015 , la un unghi mic (15°). Un singur manechin de impact lateral este plasat în scaunul șoferului .