Cercetari Experimentale Privind Impactul Fata Spate Intre Autovehicule

PROIECT DE DIPLOMĂ

CERCETARI EXPERIMENTALE PRIVIND IMPACTUL FATA-SPATE INTRE AUTOVEHICULE

REZUMAT

Lucrarea de față, „Analiza și modelarea accidentelor de tip autoturism pieton”, a descris cele mai întâlnite tehnici de definire a accidentelor de acest tip însoțite de o exemplificare prin aplicațiile Crash 8 și Virtual Crash. Aceste aplicații ajută la reconstrucția și la stabilirea cauzelor producerii accidentelor.

Lucrarea este structurată în cinci capitole, fiecare având mai multe subcapitole, urmate de o serie de concluzii și o listă de referințe bibliografice.

În primul capitol al lucrării sunt prezentate coluziuni de tip autoturism pieton, în urma cărora sunt realizate cercetări privind siguranța pasivă a pietonilor, aspecte asupra gradului de rănire a pietonilor, cât și metode de abordare a accidentelor de tip autoturism pieton.

În cel de al doilea capitol sunt detaliate consecințele accidentelor de circulație care afectează oamenii și cele mai frecvente leziuni traumatice provocate în accidentele rutiere.

Al treilea capitol reprezintă modelarea matematica a accidentelor de circulație autoturism pieton. Principalele subiecte tratate în acest capitol sunt: modelarea impactului autoturismului cu pietonul, modelarea traiectoriei post coliziune a pietonului cât și calculul deformațiilor la automobil.

În capitolele patru și cinci s-au realizat două studii de caz, în care sunt tratate accidente reale. Principalele subiecte dezbătutei fost: cauza dosarului; obiectele expertizei; acțiuni întreprinse în vederea efectuării expertizei; date despre autoturismul implicat și rezolvarea obiectelor expertizei.

În ultimul capitol sunt prezentate câteva concluzii precum și măsuri necesare pentru reducerea numărului de accidente rutiere fatale.

sUMMARY

This paper, "Analysis and modelling of pedestrian car accident type", described the most common technical for defining such accidents accompanied by an illustration by applications Crash 8 and Virtual Crash. This application helps to rebuild and fixed the causes of accidents.

The paper is structured in five chapters, each with several chapters, followed by a series of conclusions and a list of references bibliographic.

In the first chapter are presented pedestrian car accident type, which are made ​​from research on passive safety of pedestrians, aspects of the degree of injury to pedestrians and approaches to pedestrian car accident type.

In the second chapter detailed the consequences of traffic accidents affecting people and the most common traumatic injuries in road accidents.

The third chapter is mathematical modelling of pedestrian vehicle traffic accidents. The main topics covered in this chapter are: modelling of vehicle impact with pedestrians, while the pedestrian path modelling and calculation of deformations to the car.

In chapters five part have conducted two case studies of real accidents are treated. The main topics dezbatuteau was the cause of the file; objects expertise, actions taken to carry out expertise, data object car involved solving expertise.

In chapter’s part and five have conducted two case studies of real accidents are treated. The main topics discussed were: the cause of the file; objects expertise, actions taken to carry out expertise, data object car involved solving expertise.

The last chapter presents some conclusions and measures necessary to reduce the number of fatal accidents.

Cuprins

1. CAPITOLUL 1. INTRODUCERE

1.1 Generalități privind accidentele de circulație

1.1.1 Statistica accidentelor rutiere

1.1.2 Cauzele producerii accidentelor rutiere

1.2 Noțiuni legislative privind circulația rutieră

1.2.1 Legislație rutieră pentru obținerea permisului de conducere

1.2.2 Circulația pe drumurile publice a vehiculelor

1.3 Stadiul actual al încercărilor experimentale 1

1.4 Particularități ale impactului din spate

1.5 Metode de expertiză și reconstrucție a accidentelor

1.5.1 Etape de investigare

1.5.2 Procedeu de analiză

1.5.3 Generalități despre teoriile impactului

1.6 Softuri utilizate în vederea simulării accidentelor

1.6.1 Soft-ul PC-Crash

1.6.2 Soft-ul Virtual CRASH

1.6.3 Softul CRASH 3

1.7 Concluzii

2. CAPITOLUL 2. NOTIUNI TEORETICE

2.

2.1 Clasificarea accidentelor rutiere

2.2 Etapele accidentului rutier

2.3 Impactul față-spate

2.4 Mijloace de siguranță

2.4.1 Mijloace de siguranță pasivă

2.4.2 Mijloace de siguranță activă

2.5 Investigarea accidentelor rutiere

2.5.1 Cercetarea accidentului rutier la locul producerii

2.5.2 Urmele roților de la locul accidentului

2.5.3 Efectuarea măsurătorilor la locul accidentului

2.5.4 Examinarea autovehiculelor

2.6 Echipamente utilizate în prelevarea și analiza datelor de la locul accidentului

2.6.1 Măsurarea lungimilor

2.6.2 Înregistrarea imaginilor

2.6.3 Măsurarea presiunii pneurilor

2.7 Calculul parametrilor dinamicii accidentului pe baza probelor materiale

2.7.1 Determinarea vitezei inițiale cu ajutorul urmelor de frânare

2.7.2 Determinarea timpului de oprire

2.7.3 Determinarea vitezei de impact pe baza deformațiilor

2.7.4 Determinarea energiei de impact pe baza suprafeței deformate

2.8 Concluzii

3. CAPITOLUL 3. METODICA INCERCARILOR EXPERIMENTALE

3.

3.1 Obiectivele încercării experimentale

3.2 Scenariul încercării

3.3 Pregătirea experimentului

3.3.1 Determinarea parametrilor tehnici ai autovehiculelor destinate încercărilor

3.3.2 Pregătirea poligonului de încercări

3.3.3 Pregătirea autovehiculelor

3.3.4 Pregătirea echipamentelor

3.4 Desfășurarea experimentului

3.4.1 Etapele desfășurării testelor de coliziune

3.4.2 Desfășurarea testului

3.5 Echipa de testare

3.6 Simularea accidentului (PC-Crash și Virtual Crash)

3.6.1 Simularea cu ajutorul soft-ului PC-Crash 9.1

3.6.2 Simularea cu ajutorul softului Virtual Crash 3.0

3.7 Concluzii privind desfășurarea cercetării experimentale

4. CAPITOLUL IV. ACHIZITIA SI PRELUCRAREA DATELOR

4. 66

4.1 Achiziția și prelucrarea probelor Video

4.2 Achiziția și prelucrarea vitezelor și accelerațiilor vehiculelor

4.2.1 Datele preluate cu sistemul GPS-DS5 de pe VEH2

4.2.2 Accelerațiile preluate cu sistemul PIC DAQ DSD de pe VEH1

4.2.3 Datele preluate cu sistemul Speedbox de pe vehiculul de tractare

4.3 Culegerea datelor de la locul accidentului

4.3.1 Identificarea urmelor pe autovehicule – avarii

4.3.2 Identificarea urmelor materializate pe sol

4.3.3 Identificarea pozițiilor finale

4.4 Concluzii

5. CAPITOLUL 5. CONCLUZII FINALE

6. BIBLIOGRAFIE

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE

Termenul de accident rutier poate fi definit ca un eveniment fortuit, întâmplător, produs pe drumurile publice, în urma căruia rezultă vătămarea corporala sau moartea unor persoane, avarierea sau distrugerea mijloacelor de transport sau a altor bunuri.

Generalități privind accidentele de circulație

Prin studierea accidentelor rutiere produse de-a lungul timpului, de la apariția autovehiculului și până în prezent să constat o creștere exponențială a numărului accidentelor de circulație implicit a numărului de decese datorate accidentelor rutiere. Studiile efectuate recent clasează accidentele desfășurate în cadrul traficului rutier ca a doua cauză de deces din lume după infarctul miocardic.

Statistica accidentelor rutiere

Un raport al Organizației Mondiale a Sănătății privind siguranța rutieră din 178 de tari indică faptul că în lume mor anual aproximativ 1,3 milioane de persoane iar 50 de milioane sunt rănite în urma accidentelor rutiere. Doar în România până la 3000 de persoane își pierd viața, anual, în urma accidentelor rutiere.

Fig.1.1. Statistici legate de accidentele rutiere în perioada 2007-2012 (sursa – Politia Rutiera)

La nivel european România ocupă al treilea loc în ceea ce privește rata deceselor rutiere,

cu 11,1 victime la suta de mii de locuitori. Cu toate acestea statisticile recente, efectuate de Politia Rutiera și organele de control ale traficului din România indica o ușoară diminuare a numărului accidentelor din anul 2008, când s-a atins numărul 10645 de accidente de circulație, până în 2011.

Conform Direcției de Politie Rutieră a IGPR în perioada 1 ianuarie 1999 – 30 iunie 2011, cele mai periculoase 3 zone din tara noastră erau:

– DN 6 (București-Alexandria), între kilometrul 12 și 13, în zona localității Bragadiru: 26 de accidente grave, cu 14 morți și 21 de râniți grav.

– DN 19 (Oradea-Carei), între kilometrul 0 și 1, în interiorul orașului Oradea, pornind de pe Bulevardul Stefan cel Mare spre ieșirea dinspre Biharia: 19 accidente grave, cu 10 morți și 14 răniți grav.

– DN1 (București-Ploiești), între kilometrul 44 și 45, în zona localității Puchenii Moșneni: 18 accidente grave, cu 8 morți și 21 de răniți grav.

Cauzele producerii accidentelor rutiere

Cauzele producerii accidentelor de circulație foarte variate și depind de starea tehnică a autovehiculelor, starea vremii, a conducătorilor auto și pietonilor dar și de starea drumurilor.

Principalele cauze de producere a accidentelor de circulație datorate conducătorilor auto sunt următoarele :

„- traversarea neregulamentară a pietonilor;

– neacordare de prioritate;

– viteza neadecvată;

-depășirile neregulamentare (nerespectarea regulilor referitoare la manevra de depășire);

– alcoolul;

– alte cauze.”

Ca și factori externi ce pot conduce la producerea de evenimente rutiere trebuie amintiți: starea carosabilului, situația tehnică a autovehiculului, condițiile meteorologice și de vizibilitate.

Fig.1.2 Principalele cauze ale accidentelor rutiere (sursa – Politia Rutiera)

Principalele sistemele ale autovehiculului ce pot influența siguranța circulației și care necesită o atenție deosebita și verificare periodică sunt :

– sistemul de frânare;

– sistemul de direcție;

– sistemul de rulare.

– sistemul de iluminare;

Un factor extern de producerea accidentelor rutiere o reprezintă eficacitatea sistemului rutier ce poate fi apreciată cu ajutorul următorilor parametrii:

– numărul de evenimente de circulație;

– intensitatea circulației;

– viteza medie de circulație.

Conform unui studiu realizat de compania de asigurări Erie Insurance cele mai frecvente cauze ale accidentelor rutiere din lume, datorate conducătorilor auto, sunt:

1. Neatenția și visatul cu ochii deschiși la volan – 62%

2. Folosirea telefonului mobil – 12%

3. Interesul pentru un eveniment, obiect, persoană din exterior – 7%

4. Conversațiile cu ceilalți ocupanți – 5%

5. Folosirea sau căutatul unui obiect din mașină – 2%

6. Mâncatul și băutul – 2%

7. Setarea volumului și a climatizării – 2%

8. Folosirea altor sisteme adiacente mașinii: reglarea oglinzilor laterale sau a scaunelor -1%

9. Mișcarea unui animal de companie sau a unei insecte în habitaclul – 1%

10. Fumatul – 1%

La nivel național, pe locul 1 ca principală cauză a accidentelor rutiere grave o reprezintă viteza, „care a provocat în jur de 1.581 de accidente, urmată de traversarea neregulamentară a pietonilor (în 1.394 din cazuri) și neacordarea priorității de trecere celorlalte autovehicule (în 736 din cazuri). Cele mai multe accidente rutiere grave se petrec în mediul urban (42,4%), urmate de mediul rural (34,8%), în timp ce 22,8% din accidente au avut loc în afara localității”.

Noțiuni legislative privind circulația rutieră

Legislație rutieră pentru obținerea permisului de conducere

Circulația vehiculelor și pietonilor pe drumurile publice este reglementata de Ordonanța

de urgenta a Guvernului nr. 195/2002 privind circulația pe drumurile publice, denumita și Codul Rutier.

Aceasta ordonanță prevede că, pentru a conduce un autovehicul pe drumurile publice, conducătorul acestuia trebuie să posede permis de conducere corespunzător categoriei din care face parte autovehiculul și să aibă vârsta minima de 18 ani împliniți, cu excepția celor care conduc autovehiculele din subcategoriile A1 și B1, care trebuie să aibă vârsta minima de 16 ani împliniți”. Totodată și persoanele care urmează un curs de pregătire practica, în vederea obținerii permisului de conducere, au dreptul de a conduce un autovehicul pe drumurile publice dar numai în prezenta și sub supravegherea directa a unui instructor auto atestat în acest sens, precum și a examinatorului din cadrul autorității competente.

Examinarea pentru obținerea permisului de conducere și eliberarea acestuia se realizează de către autoritatea competentă unde solicitanții își au domiciliul sau reședința.

Persoanele care au fost condamnate, „prin hotărâre judecătorească rămasă definitivă, pentru o infracțiune la regimul circulației pe drumurile publice sau de omor, lovire ori vătămare cauzatoare de moarte, vătămare corporala grava, tâlhărie sau de furt al unui autovehicul nu au dreptul să susțină examenul pentru obținerea permisului de conducere”. De asemenea nu au dreptul să posede permis de conducere nici persoanele care suferă afecțiuni medicale incompatibile cu calitatea de conducător auto. 

Înaintea pregătirii practice a persoanelor ce doresc obținerea permisului de conducere, este obligatorie efectuare unei evaluări a capacităților psihologice necesare în cadrul activității de autovehiculelor sau tramvaielor.

Codul Rutier interzice deținerea simultana a doua permise de conducere naționale.

Circulația pe drumurile publice a vehiculelor

Reglementările legii privind circulația pe drumurile publice se emit de către autoritățile publice locale cu atribuții în acest domeniu, dar numai cu avizul Inspectoratului General al Politiei Romane și cu respectarea convențiilor internaționale.

Pentru ca un vehicul să poată circula pe drumurile publice, cu excepția celor trase sau împinse cu mana și a bicicletelor, acesta trebuie să fie înmatriculat ori înregistrat, și să poarte plăcuțe cu numărul de înmatriculare, cu forme, dimensiuni și conținut prevăzute de lege. În funcție de categoria din care fac parte, vehiculele trebuie conduse numai pe drumurile, părțile carosabile, benzile sau pistele destinate lor. În cazul mopedelor, bicicletelor și a celorlalte vehicule fără motor, acestea pot fi conduse și pe acostament în sensul de mers, dacă circulația se poate face fără pericol.

Conducătorii autovehiculelor ce fac parte din categoria B și BE trebuie să respecte limitele legale de viteza din Romania, pe porțiunile de drum unde nu exista indicatoare care să specifice alte limite de viteza. Acestea sunt:

– 130 km/h – pe autostrada

– 100 km/h – pe drumuri naționale europene și expres

– 90 km/h – celelalte drumuri (naționale, județene, comunale) în afara localităților

– 50 km/h – în localități

– 20 km/h – în zone rezidențiale

– 5 km/h – în zone pietonale

În funcție de categoria autovehiculului, conducătorii care circula în afara localităților sunt obligați să respecte următoarele limite de viteza:

a ) 130 km/h pe autostrăzi, 100 km/h pe drumurile expres sau naționale europene (E) și 90 km/h pe celelalte categorii de drumuri, pentru autovehiculele din categoria A și B;

b ) 110 km/h pe autostrăzi, 90 km/h pe drumurile expres sau naționale europene (E) și 80 km/h pe celelalte categorii de drumuri, pentru autovehiculele din categoria C, D și D1;

c ) 90 km/h pe autostrăzi, 80 km/h pe drumurile expres sau naționale europene (E) și 70 km/h pentru celelalte categorii de drumuri, pentru autovehiculele din subcategoriile B1 și C1;

d ) 50 km/h, pentru tractoare și ciclomotoare.

De asemenea conducătorii autovehiculelor sunt obligați să asupra sa actul de identitate, permisul de conducere, certificatul de înmatriculare sau de înregistrare și, după caz, atestatul profesional, precum și celelalte documente prevăzute de lege (asigurare, acte de transport ale mărfurilor, etc). „La cererea polițistului rutier, conducătorii sunt obligați să înmâneze acestuia documentul de identitate sau, după caz, permisul de conducere, documentul de înmatriculare sau de înregistrare a vehiculului condus, documentele referitoare la bunurile transportate, precum și alte documente stabilite prin lege”.

Prevederile legale impun conducătorilor să circule numai pe sectoarele de drum pe care le este permis accesul și să respecte normele referitoare la masele totale maxime autorizate și admise și/sau dimensiunile maxime admise de autoritatea competentă pentru autovehiculele conduse.

Legislația impune participanților la trafic să aibă un comportament care să nu afecteze fluența și siguranța circulației, să nu pună în pericol viată sau integritatea corporala a persoanelor și să nu aducă prejudicii proprietății publice ori private.

Stadiul actual al încercărilor experimentale

În prezent standardele de referință la nivel european pentru încercările experimentale sunt reprezentate de standardele Euro NCAP. Aceasta organizație realizează teste de impact pentru autovehiculele noi în vederea evaluării sistemelor de siguranță pentru pasageri și pietoni. Testele de impact frontal se bazează pe cercetările „Comitetului European de Îmbunătățire a Siguranței Vehiculelor” (European Enhanced Vehicle-safety Committee), dar viteza de impact a fost crescută cu 8 km/h.

Fig.1.3, Încercarea autovehiculelor la impactul frontal

Impactul frontal are loc la viteza de 64 de km/h, autoturismul lovind o bariera deformabilă poziționată astfel încât impactul să se producă doar pe 40% din suprafața frontală a acestuia. Acest test este menit să reprezinte cel mai frecvent tip de accident rutier având ca rezultat rănirea gravă sau chiar decesul ocupanților și simulează impactul frontal a două autovehicule cu mase similare. Se utilizează bariera deformabilă pentru a reprezenta natura deformabilă a celui de-al doilea autovehicul.

Viteza de test de 64 km/h asimilează o coliziune frontală între doua autoturisme care circula fiecare cu viteza aproximativă de 55 km/h. Diferența de viteză este cauzată de energia absorbită de partea frontală deformabilă.

Al doilea cel mai important tip de accident este impactul lateral. Euro NCAP simulează acest tip de accident printr-o bariera deformabila mobila (MDB) ce lovește portiera șoferului cu o viteza de 50 km/h. Deși este dificil de analizat nivelul de protecție al pasagerilor pe baza mărimii deformațiilor, controlul modului de deformare a suprafeței laterale este important. Pe baza acestor teste producătorii îmbunătățesc în permanentă protecția laterală a șoferilor și ocupanților în mare parte prin utilizarea airbag-urilor laterale.

Fig.1.4. Încercarea autovehiculelor la impactul lateral

Cel de-al treilea tip de test de impact realizat de această organizație este reprezentat de impactul lateral cu un stâlp. Aproximativ un sfert din accidentele de tip impact lateral, ce produc răni grave și fatale au loc în urma coliziunii cu un obiect fix, îngust, precum un pom sau stâlp. În cadrul testului autoturismul este propulsat lateral cu 29 km/h într-un stâlp rigid. Stâlpul este relativ îngust (diametrul de 254 mm) deci va apărea o penetrare laterală majoră.

Încercările automobilelor ce simulează impactul din spate au fost dezvoltate pe baza frecvenței ridicate a acestora și a similitudinii rănilor produse în cadrul acestui impact, în special traumatismele cervicale. Datorată numărului mare de astfel de traumatisme societatea Europeana a motivat Euro NCAP să integreze un test de impact din spate în cadrul programului de testare. în cazul impactului din spate design-ul scaunului și al tetierei influențează riscul de rănire. Procedura de testare aplicată promovează un design mai bun al scaunului și în particular o mai bună geometrie a tetierei pentru asigurarea unei susțineri cât mai bune a capului și a coloanei vertebrale. Acest test se realizează folosind un scaun montat pe o sanie de testare supusă la forte mici, moderate și mari, pentru a reprezenta o gama a forțelor ce se produc în timpul accidentelor.

Particularități ale impactului din spate

Acest tip de impact poate apărea între două autovehicule care circulă în același sens pe aceeași bandă de circulație, la distantă redusă unul de celălalt, în momentul în care conducătorul primului vehicul frânează brusc. De asemenea astfel de coliziuni pot avea loc și între un vehicul ce staționează pe partea carosabilă și altul care vine din spate, cel de-al doilea nereușind să observe la timp primul vehicul datorită configurației drumului sau a condițiilor meteo nefavorabile, sau nereușind să frâneze autovehiculul datorită condițiilor de aderentă scăzute ale drumului.

Spre deosebire de celelalte tipuri de accidente frecvența de apariție a acestuia este mai redusă, de doar 5,5%. Cel mai frecvent acestea apar în traficul urban și pe drumurile foarte aglomerate dar se pot întâlni de multe ori și în afara localităților, pe drumurile cu o singură bandă de circulație pe sens. De asemenea aceste coliziuni sunt produse în număr mai mare iarna, datorită suprafeței alunecoase a drumului.

Spre deosebire de impactul frontal sau cel lateral, impactul din spate apare de cele mai multe ori doar ca o simplă tamponare în urma căreia rezultă doar pagube materiale. Însă la viteze ridicate pot apărea și vătămări corporale grave, cele mai des întâlnite fiind traumatismele cervicale suferite de ocupanții primului autovehicul.

O particularitate aparte a acestui tip de impact o reprezintă probabilitatea de apariție a unui incendiu datorită fisurării rezervorului de combustibil care la majoritatea automobilelor este amplasat în partea din spate.

Metode de expertiză și reconstrucție a accidentelor

Expertiza tehnica reprezintă, conform art. 64 din Codul de procedură penală, unul dintre mijloacele de probă utilizate de organul de cercetare sau instanța de judecată în aflarea adevărului în cazul unui accident rutier. Obiectul expertizei reprezintă lămurirea cauzei care a determinat producerea accidentului, și necesită cunoștințe de specialitate. Obiectul unei expertize vizează doua componente, dintre care cea tehnica ce îi revine expertului și cea judiciară ce îi revine organului de cercetare și instanței de judecată.

Reconstrucția accidentelor reprezintă refacerea principalelor etape ale accidentului pe baza urmelor consemnate în procesul verbal de cercetare a locului faptei, a declarațiilor părților și a martorilor oculari, dar spre deosebire de reconstituire, aceasta se realizează cu precizarea clara a valorilor mărimilor cinematice și dinamice care le descriu în vederea încadrării lor în limitele prevăzute de lege.

Etape de investigare

Investigarea unui accident de circulație reprezintă o procedura ampla ce presupune

parcurgerea mai multor pași. Etapele principale care stau la baza investigării accidentelor se clasifica astfel:

Consemnarea accidentului de circulație rutieră-presupune solicitarea a cât mai multe informații de la cel care îl anunță cum ar fi: locul și timpul când s-a petrecut accidentul, ce victime sunt la locul accidentului și gravitatea vătămării lor, etc.

Cercetarea accidentului rutier la locul unde s-a produs – se efectuează de regula în cazul accidentelor soldate cu decese ori cu vătămări corporale grave și consta în examinarea și înregistrarea rezultatelor accidentului și strângerea a cât mai multor informații despre accident care ulterior nu ar mai fi disponibile.

Colectarea și interpretarea datelor tehnice specifice unui accident – aceasta activitate constă în strângerea unor informații tehnice suplimentare și organizarea studiului tuturor datelor disponibile ce au legătură cu accidentul și se rezuma în principiu la două aspecte: strângerea datelor suplimentare caracteristice accidentului și pregătirea datelor colectate pentru interpretare.

Reconstituirea accidentului de circulație rutieră- reprezintă încercarea de a stabili cum s-a produs accidentul folosind informațiile disponibile

Analiza cauzei accidentului – este încercarea de a stabili, folosind informațiile disponibile care includ rezultatele obținute în urma reconstituirii unui accident, motivul producerii accidentului soldat cu răniri de persoane și daune materiale.

Procedeu de analiză

Pentru examinarea unui accident de circulație trebuie să se tina seama de patru

elemente de baza:

– analiza scenei accidentului care se face pe baza urmelor de derapare, punctelor de impact vizibile pe autovehicule, zgârieturilor din carosabil, urmelor de ciocniri de pe elementele de decor, reperelor din mediul înconjurător;

– analiza pagubelor materiale produse vehiculelor care se face prin realizarea mai multor fotografii din fată și lateral a zonelor deformate, depistarea principalelor urme ce pot releva ciocnirea cu un alt autovehicul, pieton sau obiect de decor, determinarea defecțiunilor mecanice ale autovehiculelor, stabilirea avariilor produse sistemului de rulare și a altor elemente ale vehiculelor;

– analiza vătămărilor pasagerilor/pietonilor ce consta în determinarea vătămărilor corporale șoferului, pasagerilor sau pietonilor, utilizarea rapoartelor medicale, analiza producerii leziunilor prin stabilirea direcțiilor de impact și a direcțiilor de proiectare a corpurilor pietonilor);

– analiza factorilor de risc, a constrângerilor de trafic, de vizibilitate, de stare a vremii, de calitatea carosabilului, de posibilitatea vizualizării factorilor de risc consta în trecerea în revista a deficiențelor privind geometria drumului, detaliilor privind condițiile generale de trafic, deficiențe privind calitatea suprafeței carosabilului, a amplasării necorespunzătoare a indicatoarelor de trafic și dimensiunilor reduse ale acestora, a deficiențelor sistemului de iluminare stradală, a condițiilor meteorologice ce pot reduce calitatea suprafeței drumului sau pot produce deficiente de vizualizare a anumitor obstrucționări, etc).

Generalități despre teoriile impactului

La baza calcului analitic a dinamicii unui accident rutier stau trei legi fundamentale ale fizicii: legea conservării energiei, legea conservării impulsului și legea a doua a lui Newton). Aceste legi pot fi folosite separat pentru determinarea unei singure variabile sau combinat dacă mai multe variabile sunt necunoscute.

Legea conservării energiei afirma că energia unui sistem fizic izolat rămâne constanta în timp aceasta neputând fi nici distrusa nici creata. Acest lucru se poate exprima prin egalitatea între energia cinetică înainte de impact și cea de după impact, la care se adaugă pierderea de energie cinetică (ΔE):

(1)

în care:

m – masa totală a vehiculului;

v – viteza vehiculului înainte de impact

v’- viteza după impact;

i și j – vehiculele implicate în coliziune

ΔE- energia cinetică pierdută

Pierderea de energie cinetică se poate datora deformațiilor plastice care se produc în timpul impactului, rotirii vehiculelor în planul căii de rulare, frecării dintre roți și suprafața de rulare, sunetului produs. Cea mai importanta valoare o are energia cinetica pierduta datorita deformațiilor, aceasta fiind cu mult mai mare decât celelalte pierderi.

Legea conservării impulsului se poate utiliza pentru determinarea în cazul ciocnirii frontale a doua autovehicule, a vitezelor de înainte de impact sau după impact.

(2)

unde:

și -masele celor doua autovehicule

– vitezele celor doua autovehicule înainte de impact

– vitezele celor doua autovehicule după impact

Aceasta lege nu ține cont de cantitatea de impuls pierduta datorita deformațiilor și nici de coeficientul de elasticitate al celor doua corpuri.

O alta metoda de calcul analitic o reprezintă metoda coeficientului de restituire. Coeficientul de restituire reprezintă raportul dintre impulsul de restituire și cel de comprimare și descrie comportamentul plastic și elastic al corpurilor.

(3)

unde:

– coeficientul de restituire

SR –impulsul de restituire

SC –impulsul de comprimare

Valorile limită ale acestui coeficient sunt 1 (impact perfect elastic) și 0 (impuls perfect plastic).

Softuri utilizate în vederea simulării accidentelor

Pentru realizarea reconstrucțiilor accidentelor rutiere, în ultimii ani, s-a dezvoltat o serie de soft-uri specializate în evaluarea și simularea accidentelor de circulație. Acestea sunt menite să ajute atât la determinarea evoluției în timp a accidentelor, cât și la determinarea parametrilor specifici acestora. Cele mai utilizate programe la nivel național de reconstrucție și simulare a accidentelor de circulație fac parte din pachetele PC Crash și Virtual Crash.

Soft-ul PC-Crash

PC Crash 9.1 este program elaborat și dezvoltat de compania DSD – Linz (Dr. Steffan Datentechnick) în Austria și care este recunoscut și validat la nivel european și internațional. Programul PC-Crash a fost dezvoltat ca aplicație Microsoft Windows pentru o ușoară înțelegere de către utilizatori și compatibilitate cu multe alte programe. Acesta a fost creat pentru simularea și reconstrucția unor evenimente în care sunt implicate autovehicule rutiere și are o acoperire extinsa asupra acestor statuații ce pot apare în traficul rutier. Permite o analiză rapidă a coliziunilor dintre vehicule, dar și a altor tipuri de incidente din trafic.

Simularea evenimentelor rutiere se realizează pe baza probelor prelevate de la fața locului (urme de frânare, pozițiile finale, etc). și a datelor cunoscute. Astfel rezultate cât mai precise se pot obține prin cunoașterea a cât mai multor parametrii și factori de influență.

Un mare avantaj în utilizarea acestui program de calcul o reprezintă faptul că se pot urmării atât deformațiile vehiculelor cât și mișcarea corpurilor pietonilor implicați în impact sau a ocupanților autovehiculelor. Acest lucru este posibil prin utilizarea metodei de calcul „Multibody”.

În componența soft-ului PC-Crash intra numeroase modele matematice de calcul, inclusiv modele energetice ale impactului, modele cinetice pentru simularea în mod realist a traiectoriilor și modele cinematice pentru studii timp-distanta. Programul permite posibilitatea vizualizării evenimentului simulat în plan și în perspectiva 3D iar rezultatele pot fi prezentate sub formă tabelara, grafică sau sub formă de animație 3D.

Cu toate acestea folosirea programul de reconstrucție a evenimentelor rutiere PC Crash, se poate produce o alterare a rezultatelor simulării efectuate datorită numărului mare de parametri ce sunt luați în considerare. Simularea computerizată dovedește faptul că rezultatele acesteia depind într-o mare măsură de parametrii introduși. în cazul considerat, aprecierea necorespunzătoare a secțiunii transversale a drumului și/sau a înălțimii centrului de greutate al autovehiculului duce în mod implicit la obținerea unor rezultate total diferite, ceea ce implică o determinare corectă și explicită atât a caracteristicilor drumului cât și ale autovehiculului.

Pentru a asigura corectitudinea rezultatelor obținute trebuie ca datele de intrare să fie măsurate, evaluate și acceptate cu mare atenție pentru a se evita alterarea generală a simulării mai ales în cazul în care se efectuează probarea dinamicii declarate de conducătorii auto sau de martorii din diverse spețe.

Soft-ul Virtual CRASH

Virtual CRASH versiunea 3.0 aparține unei noi generații a programelor de reconstrucție de accidente rutiere. Utilizarea celor mai noi rezultate ale dezvoltărilor în domeniul hardware și software permite modelarea unor sisteme de complexitate foarte mare în timp real pe calculatoare personale. Rezultatele simulărilor sunt prezentate în imagini animate în perspectivă 3D, în vedere de sus la scară, sub formă de diagrame și tabele.

Caracteristicile programului Virtual CRASH versiunea 3.0 sunt:

– Interfață prietenoasă ,

– Interactivitate totală ,

– Calculul vitezei corespunzătoare energiei echivalente (EES – Equivalent

Energy Speed) ,

– Calculul automat al unui număr nelimitat de ciocniri ,

– Generarea deformațiilor în timp real bazat pe suprapunerea dintre vehicule,

– Animație 3D în timp real ,

– Calcule rapide ,

– Funcții UNDO și REDO – se poate reveni într-o stare anterioară.

Softul CRASH 3

CRASH este un acronim pentru CALSPAN Reconstruction of Accident Speeds on Highways. Așa cum spune și denumirea, programul CRASH este un software cu scop general care poate fi folosit la estimarea vitezelor vehiculului în accidente reale bazate pe proba fizică obținută de cercetătorul accidentului. Obiectivul programului CRASH este să furnizeze procedee standardizate și obiective de interpretare a probei fizice rezultată din scena unei coliziuni rutiere. Autenticitatea rezultatelor oferite a fost confirmata prin compararea acestora cu cele obținute în urma testelor.

Soft-ul CRASH 3 realizează o analiză matematică simplificată a evenimentului rutier studiat. La fel ca în cazul oricărei proceduri analitice, a fost necesară introducerea anumitor ipoteze de bază pentru reducerea complexității și a costului de operare al programului.

Programul poate fi folosit doar pentru rezolvarea anumitor tipuri clare de accidente, datorita bazei sale analitice. Cazurile care includ manevrabilitate activă după accident, lovirea laterală, teren cu neuniformități, rotirea sau rostogolirea excesivă a vehiculului, nu sunt rezolvabile în întregime cu CRASH 3.

CRASH 3 este doar un instrument care ajută la investigarea și simularea accidentelor de aceea trebuie făcute analize tehnice bune care să asigure justificarea oricărui rezultat.

Concluzii

Accidentele rutiere reprezintă în prezent cea de-a doua cauză a deceselor la nivel mondial. Cauzele producerii accidentelor de circulație sunt foarte numeroase și depind atât de starea tehnică a autovehiculelor și a drumurilor, cât și de starea vremii, dar mai ales de comportamentul conducătorilor auto și al pietonilor.

Ținând seama de numărul foarte mare al victimelor dar și al pagubelor materiale produse în urma accidentelor rutiere, efectuarea unor studii asupra acestora este necesara pentru a determina noi mijloace de prevenire a producerii lor.

CAPITOLUL 2. NOTIUNI TEORETICE

Clasificarea accidentelor rutiere

Accidentele produse în cadrul circulației rutiere , după tipul lor, se clasifică în doua mari grupe:

automobil-obiect

automobil-ființă

Din prima categorie fac parte atât coliziunile automobil- automobil, care sunt cele mai frecvente, cât și coliziunile automobilelor cu alte obiecte, ca de exemplu pomi, ziduri, indicatoare rutiere, etc. În funcție de direcția de deplasare a celor implicați în coliziunile de tipul automobil-obiect acestea se împart în:

-coliziuni frontale

-coliziuni laterale

-coliziuni din spate

-răsturnări

În cadrul celei de-a doua categorii se încadrează atât coliziunile automobil-pieton cât și cele între automobil-biciclist, respectiv automobil-motociclist, datorită consecințelor grave, asemănătoare celor automobil-pieton.

În funcție de pagubele provocate accidentele se pot clasifica în:

accidente soldate numai cu pagube materiale – evenimentele rutiere în care unul sau mai multe vehicule implicate au fost avariate ori au provocat numai pagube materiale fără ca vreunul dintre conducătorii auto să sufere vătămări corporale

accidente soldate cu victime – evenimentele rutiere în urma cărora una sau mai multe persoane au decedat ori au suferit vătămări corporale. „În această categorie se includ coliziunile între vehicule, între vehicule și pietoni, precum și între vehicule și animale ori obstacole fixe. De asemenea, din această categorie fac parte și accidentele în care a fost implicat un singur autovehicul sau oricare alt participant la trafic”.

După gradul vătămărilor produse, indiferent de valoarea pagubelor înregistrate, aceste accidente sunt considerate:

„Accidente grave” – evenimentele rutiere în urma cărora a rezultat decesul sau rănirea gravă a uneia ori mai multe persoane;

„Accidente ușoare” – evenimentele rutiere în urma cărora a rezultat rănirea ușoară a uneia sau mai multor persoane;

O altă clasificare se poate face după consecințele juridice pe care le implică, accidentele de circulație rutieră, în două grupe:

accidente care atrag răspunderea contravențională și civilă (denumite în mod curent „tamponări”)

accidente susceptibile de a atrage sau care atrag răspunderea penală a celor implicați în producerea lor.

Indiferent de urmările sau de consecințele juridice, accidentele de circulație rutieră sunt

cercetate de organele de politie, care au obligația de a le soluționa (în cazul celor la care valoarea pagubelor materiale înregistrate nu atrage răspunderea penală –  tamponările) sau de a efectua cercetarea penală, finalizată cu propuneri (în cazul celor soldate cu victime ori a celor la care valoarea pagubelor materiale înregistrate atrage răspunderea penală).

Etapele accidentului rutier

În cursul desfășurării unui accident rutier deosebim trei faze:

Ante-coliziunea este perioada de dinaintea producerii accidentului (are loc până în momentul în care cele doua vehicule vin în contact). În cazul impactului din spate aceasta faza este caracterizata de diferența de viteza a celor două autovehicule, v1>v2.

Totodată în timpul acestei perioade, șoferul care observă pericolul coliziunii, încearcă efectuarea anumitor manevre de evitare. În cazul impactului din spate aceste manevre aparțin cel mai des șoferului autovehiculului din spate. Manevrele de evitare în cazul acestui tip de coliziune pot fi de frânare sau de virare.

Fig.2.1. Vitezele autovehiculelor înainte de impact; (v1>v2)

Coliziunea corespunde perioadei în care cele două corpuri sunt în contact. în acest interval are loc deformarea caroseriei, proces prin care o parte din energia cinetică inițială se transformă în energie de deformație. În timpul etapei de coliziune vitezele celor doua vehicule sunt egale pentru o perioada foarte scurtă de timp, de ordinul milisecundelor.

Fig.2.2. Vitezele autovehiculelor în timpul impactului; (v’1=v’2, t de ordinul milisecundelor)

Post-coliziunea are loc din momentul desprinderii celor două autovehicule până la oprirea lor. În timpul acestei faze o parte din energia de deformare este cedata vehiculului din față acesta fiind accelerat. Astfel v2 va fi mai mare decât v1.

Fig.2.3. Viteza autovehiculelor după impact (v”1<v”2)

Impactul față-spate

Impactul față-spate poate fi descris cu ajutorul a doua vehicule ce rulează unul în fața celuilalt în același sens. Vehiculul ce vine din spate are o viteză superioară vehiculului din față înaintea producerii impactului. Acest lucru duce la micșorarea distanței între cele două vehicule iar în momentul în care aceasta devine nulă se realizează contactul între partea din față a autovehiculului care lovește și extremitatea posterioară a autovehiculului din față.

Statistic, s-a constatat că impactul față spate este caracteristic în general traficului urban. Datorită acestui fapt, vitezele de impact sunt relativ reduse, motiv pentru care, în majoritatea situațiilor, acest tip de accident duce doar la producerea unor pagube materiale. Însă, odată cu creșterea diferenței dintre vitezele celor două vehicule implicate, pagubele materiale se amplifică, dar mai ales apar leziuni ale ocupanților vehiculelor.

Cele mai frecvent, ocupanții primului vehicul suferă leziuni cervicale ce se pot produce ca urmare a îndoirii gatului datorită inerției capului, la accelerări sau decelerări bruște. În ceea ce privește vătămările corporale ale pasagerilor vehiculului ce lovește din față acestea pot fi reprezentate de loviri ale pieptului și capului de volan sau de bord, doar dacă aceștia nu folosesc centurile de siguranță.

Există însă și cazuri în care în acest tip de coliziune sunt implicate vehicule din categorii diferite, situație în care gradul de rânire al ocupanților vehiculului de categorie mai mică creste, ducând de cele mai multe ori la deces.

Fig.2.4. Exemple de impact față-spate între autoturism și autocamion

Cel mai bun exemplu de acest gen este impactul dintre un autocamion și un autoturism. Această situație implică problema „compatibilității” celor doua vehicule. Datorită faptului că autoturismul are linia de impact situată la o înălțime mai redusă decât linia de impact a autocamionului, acesta va intra sub camion, impactul având loc la înălțimea parbrizului sau lunetei. Chiar dacă autoturismul este lovit din spate de autocamion sau dacă acesta lovește autocamionul, avariile cele mai mari vor fi suferite de către vehiculul de clasă mică, implicit și vătămările corporale ale ocupanților.

Pentru evitarea accidentelor de tip față-spate este necesară păstrarea distanței corespunzătoare vitezei de mers și a condițiilor de drum fată de autovehiculul din față. În locuri cu vizibilitate redusă, în special pe timp de noapte, șoferii trebuie să reducă viteza pentru a preveni coliziunea cu un autovehicul staționat. Totodată pentru prevenirea acestui tip de accident conducătorii nu trebuie să circule cu un autovehicul al cărui sistem de frânare nu funcționează în bune condiții.

Mijloace de siguranță

Încă de la sfârșitul celui de-al doilea război mondial constructorii de autovehicule au început să acorde o atenție ridicată mijloacelor prin care se poate realiza protecția pasagerilor și a celorlalți participanți la trafic. La început s-a pus problema diminuării efectelor accidentelor rutiere ca mai apoi să se încerce reducerea numărului acestora prin implementarea pe autovehicule a diverselor mijloace capabile să anticipeze anumite pericole și să le prevină. Astfel mijloacele de siguranță au fost împărțite în mijloace de siguranță pasive și active.

Mijloace de siguranță pasivă

Măsurile de siguranță pasivă au ca scop optimizarea anumitor caracteristici ale autovehiculului pentru a micșora consecințele accidentelor de circulație, chiar în timpul producerii acestora. Se dorește asigurarea protecției atât pentru ocupanții autovehiculelor, cât și pentru ceilalți participanți la traficul, ce pot fi implicați în accidente de circulație (pietoni, bicicliști, etc.).

Siguranța pasivă a autovehiculelor se realizează prin:

– conceperea unor structuri de securitate ale automobilului, capabile să preia o mare parte din energia disipată în timpul unui impact;

– conceperea unor sisteme de reținere optimizate care să protejeze ocupanții în timpul accidentului;

– măsuri de protecție pentru participanții la accident din afara autovehiculului (pietoni, bicicliști, etc.);

– măsuri de siguranță post-accident.

Astfel a fost necesara construirea unei structuri rigide în jurul habitaclului, structură realizată dintr-un ansamblu de cadre închise, formând așa-numita "colivie de siguranță" (capabilă să asigure spațiul de supraviețuire în cazul unui impact).

Fig.2.5. Exemplu de autoturism construit în concordanță cu principiile de asigurare a siguranței pasive

Măsurile de siguranță pasivă din habitaclu se realizează cu ajutorul unor sisteme care au rolul de a reține și a proteja ocupanții împotriva lovirii de componentele habitaclului, în cazul unei coliziuni (centuri de siguranță). Din această categorie fac parte și airbag-urile care au fost introduse în SUA încă din 1970.

Tetierele au fost introduse în SUA încă din anii ’50 de către American Motors/ Daimler Chrysler ca urmare a unor analize asupra accidentelor de circulație, ce demonstrau faptul că în timpul accidentelor cu impact din spate capul are nevoie de susținere împotriva „mișcării de bici” care provoca o gamă variată de răniri ale gâtului.

Tot în sensul siguranței pasive interiorul autovehiculelor se capitonează complet ți se caută înlăturarea oricăror parți proeminente dure ce pot produce rănirea ocupanților în caz de impact. Coloana sistemului de direcție, planșa de bord și parbrizul trebuie ca prin deformare controlată să absoarbă o mare parte din energia de impact, astfel încât să nu provoace leziuni grave asupra pasagerilor din față.

Măsurile de protecție pentru participanții la trafic din afara vehiculului constau în realizarea barelor de protecție din materiale plastice ușor deformabile. Pentru protecția împotriva incendiilor în caz de impact din spate sau răsturnare habitaclul trebuie este izolat de zona unde este montat rezervorul de combustibil, care trebuie să fie anti-incendiu și plasat astfel încât să nu fie expus șocurilor.

Mijloace de siguranță activă

Mijloacele de siguranță activă reprezintă totalitatea sistemelor ce lucrează în permanență, în corelație între ele și cu celelalte sisteme ale autovehiculului, pentru a ajuta conducătorul auto să evite producerea unui accident rutier.

Cele mai importante măsuri de siguranță activă, deci de evitare a accidentelor, includ perfecționarea sistemelor de direcție, de frânare, de rulare, de semnalizare și de iluminare, dar și perfecționarea unor parametri dinamici care influențează în mod direct siguranța circulației prin evitarea producerii accidentelor, cum ar fi capacitatea de a frâna pe un spațiu cât mai mic și capacitatea de a controla viteza de deplasare.

Recent s-au dezvoltat o serie de sisteme de siguranță activă menite să avertizeze conducătorul în cazul devierilor bruște de la traiectorie sau în cazul în care pot pune în pericol siguranța celorlalți participanți la trafic. Dintre acestea putem aminti sistemul ce avertizează conducătorul dacă schimba benzile de circulație fără a semnaliza, sistemul de evitare a coliziunilor bazate pe radare, sistemul electronic de unghi mort, etc.

Fig.2.6. Sistemul de Monitorizare a Unghiul Mort

Sistemul de Monitorizare a Unghiul Mort sau Blind Spot Monitoring este un sistem de siguranță care poate preveni accidentele de circulație ce apar mai ales la schimbarea benzilor. Statistic s-a dovedit că multe accidente se produc la schimbarea benzii de circulație atunci când se inițiază o depășire, pe banda respectiva fiind deja un alt autovehicul angajat în depășire. Sistemul de monitorizare a unghiului mort scanează în permanenta ambele părți ale autovehiculului și avertizează șoferul în momentul în care în zona de detecție intra un alt autovehicul. Zona de scanare este întotdeauna mai mare decât zona unghiului mort propriu-zis.

Pentru perfecționarea unor parametri dinamici s-au conceput și dezvoltat sisteme inteligente pentru autovehicule, cu scopul de a optimiza caracteristicile active de siguranță ale acestora. Cele mai importante sisteme de siguranță active, sunt următoarele:

– ABS (Antilock Brake System) – Sistemul de anti-blocare a roților la frânare. A fost realizat pentru prima dată producția în serie în anul 1976 de către firma Bosch. Sistemul ABS este considerat sistem de siguranță activă pentru că prin folosirea lui scade probabilitatea de coliziune prin mărirea decelerației de frânare și a maniabilității autovehiculului.

– ETC (Electronic Traction Control) – Sistemul de control al tracțiunii sau ASR (Acceleration Slip Regulation) – Sistemul de reglare a alunecării la accelerare. Acesta lucrează în faza de accelerare a autovehiculului și permite o accelerare eficientă, oferindu-i conducătorului un bun control al autovehiculului pe căi cu aderență scăzută;

– EBD (Electronic Brakeforce Distribution) – Sistemul electronic de distribuire a forței de frânare;

– ESP (Electronic Stability Program) – Programul de control electronic al stabilității. Scopul acestui sistem constă în reducerea fenomenelor de derapare, alunecare și patinare. Este oarecum asemănător sistemelor ABS și ETC, diferența constând în faptul că acest la sistem semnalele primite de la senzori sunt monitorizate în permanentă și comparate cu cele ale unui model de referință, sistemul oferind un răspuns mult mai rapid.

– BAS (Brake Assist System) – Sistemul de asistare a frânării;

– ACC (Adaptive Cruise Control) – Sistemul adaptiv de navigație. Mai este cunoscut și de denumirea Distronic și a fost lansat de firma Mercedes în anul 1998. Rolul acestui sistem este de a corecta viteza de deplasare prin înregistrarea vitezei autovehiculului din față și a distanței până la acesta, folosind un sistem radar. Sistemul s-a dovedit foarte eficient, pentru că de când s-a inventat, nu a mai avut loc nici o coliziune din spate de către un autovehicul echipat cu ACC;

Fig.2.7. Evoluția siguranței autovehiculelor

Cercetările prezente, în domeniul siguranței active se realizează atât pentru perfecționarea sistemelor deja introduse, dar și pentru dezvoltarea altora noi. Cele cu potențialul cel mai mare de a fi introduse în anii următori sunt:

– ER (Environment Recognition) – Sistemul de recunoaștere a mediului în care se deplasează autovehiculul;

– SbW (Steer by Wire) – Sistemul de direcție cu comandă electronică;

– EMB (Electromechanical Brake) – Sistemul de frânare electromecanic;

– EMS (Electromechanical Steering) – Sistemul de direcție electromecanic;

– PS (Platooning System) – Sistemul de mers în coloană;

– HC (Highway Copilot) – Sistemul de deplasare asistată pe autostradă;

– CA (Collision Avoidance) – Sistemul de evitare a coliziunii;

– AD (Autonomous Driving) – Sistemul de conducere autonomă a autovehiculului.

Investigarea accidentelor rutiere

Legislația din majoritatea țărilor ce aparțin Comunității Europene prevede ca în cadrul cercetării la locul producerii unui accident de circulație să fie prezent și un expert tehnic din ramura accidentelor rutiere. Legislația din România nu prevede obligația prezentei expertului tehnic la locul accidentului dar în majoritatea cazurilor de accidente grave organele de cercetare cer ajutorul experților pentru soluționare.

Cercetarea accidentului rutier la locul producerii

Investigarea accidentului la locul producerii este o operațiune dificilă deoarece aceasta trebuie efectuată într-un timp cât mai scurt și, în cele mai multe dintre cazuri, pe baza unui număr mic de date cunoscute despre accident. Totodată aceasta trebuie să respecte urgentele impuse de situație și să se bazeze pe o listă clara de priorități.

Dintre aceste priorități cea mai importanta ar putea fi ajutarea persoanelor rănite ce au fost implicate în accident și transportarea lor la spital. În cazul scurgerilor de combustibil sau substanțe inflamabile din rezervoarele sau cisternele autovehiculelor implicate, o atenție sporita trebuie acordata prevenirii apariției unei posibile explozii sau incendiu. În cazul evenimentelor ce au loc noaptea ori în locuri cu vizibilitate scăzută sau în condiții meteo ce împiedica vizibilitatea este necesara o asigurare corespunzătoare a zonei accidentului pentru a fi prevenita lovirea persoanelor și vehiculelor implicate în accident sau a personalului echipelor de prim ajutor și investigare aflate la fata locului. Numai după rezolvarea acestor priorități și a masurilor necesare de siguranță se poate realiza cercetarea accidentului rutier la locul producerii.

În primă faza se face o cercetare sumara a scenei accidentului, a persoanelor implicate și a martorilor, se identifică șoferii și consemnează datele de identitate ale acestora, se protejează urmele mai ales în condiții de ploaie sau ninsoare se asigură paza bunurilor de valoare ce aparțin victimelor. Simultan se selectează și se consemnează datele de identificare ale martorilor cheie care pot oferi cele mai clare informații despre producerea evenimentului.

După rezolvarea acestor chestiuni primare se poate trece la audierea primara a șoferilor pentru a se sistabili cum s-a produs accidentul. „Se vor consemna declarațiile nepremeditate” ale șoferilor. Se face totodată examinare stării fizice a celor implicați pentru a se depistata eventualele consumuri de alcool sau droguri și se consemnează rezultatele alcooltestului. Se face apoi o audiere preliminara a martorilor.

Examinarea primara a ariei accidentului se face prin analiza traiectoriei pe care să deplasat fiecare vehicul pornind de la pozițiile finale, în sens invers, și identificarea probelor aflate în zona accidentului. Probele și indiciile găsite la locul unui accident sunt pozițiile finale ale vehiculelor sau victimelor, urmele lăsate de roțile autovehiculelor pe carosabil sau în afara acestuia, zgârieturi sau scobituri ce au fost produse pe suprafața carosabilului de către diferite părți metalice ale autovehiculelor, bucăți de diferite dimensiuni desprinse din caroserii, pete de sânge, urme de ulei sau combustibil, etc. trebuie să se observe cu exactitate care sunt acele urme care nu aparțin vehiculelor implicate.

Se încearcă determinarea posibilelor cauze care ar fi diminuat vizibilitatea șoferilor și se stabilesc pozițiile în care se aflau martorii în momentul producerii evenimentului.

Urmele găsite la fata locului, în funcție de dimensiunile lor, se marchează corespunzător. Astfel, cu singur semn amplasat într-un singur punct se vor marca probele de mici dimensiuni cum ar fi corpul fiecărei victime sau părți de mici dimensiuni ce aparțin autovehiculelor, cu un singur semn amplasat în doua puncte pentru vehicule și urme mai lungi de un metru, și cu un singur semn amplasat în trei puncte pentru urmele mai lungi de trei metrii sau discontinue.

Un rol foarte important în cercetarea unui accident îl are înregistrarea imaginilor de la locul producerii acestuia. Acest lucru se realizează prin fotografierea sau înregistrarea video a scenei accidentului. Înregistrarea video trebuie să se facă prin trecerea lenta a obiectivului de la un punct la altul și este de preferat ca pe înregistrare să poată apărea data și ora la care s-a efectuat aceasta.

Fotografiile efectuate la locul accidentului trebuie să fie cât mai clare și să cuprindă pozițiile finale ale vehiculelor, pozițiile victimelor, urmele accidentului ce se afla pe carosabil și în afara acestuia, imaginile văzute de șofer chiar înainte de ciocnire.

Tabloul general al accidentului se realizează astfel încât să cuprindă cât mai multe elemente iar poziția de executare a acestuia se alege în așa fel încât să poată stabili ulterior de la ce distanta a fost efectuata.

Vehiculele implicate în accident se fotografiază din cel puțin patru poziții și este indicat ca obiectivul aparatului să fie perpendicular pe detaliul fotografiat. Aceste vederi generale asupra autovehiculelor ajută la reconstituirea accidentului prin furnizarea de informații despre avariile de scontact și direcția loviturii.

Fig. 2.8. Fotografierea centrată a avariilor

Urmele roților de la locul accidentului

Urmele de pneuri se produc doar la frânari violente, la demaraje puternice, la derapaje și în viraje strânse abordate cu viteze nari sau la virări bruște, și nu apar în cazul rulării obișnuite decât pe drumuri deformabile. Acestea au o mare importanță pentru exercitarea concluziilor formulate în expertiza tehnică. Prin lungimea, forma și poziția acestora se poate aprecia cu ușurință modul în care s-a desfășurat accidentul.

Prin analiza urmelor de frânare se poate observa și modul cum s-a acționat asupra pedalei de frână, intensitatea frânării, calitățile de frânare ale autovehiculului, și se poate determina viteza de deplasare a vehiculului.

Urmele de frecare alunecare sunt acele urme imprimate pe suprafața caii de rulare produse în timpul frânarilor intense. Acestea se datorează blocării roților autovehiculului. Adesea acestea au forma unor arce de cerc.

Atunci când frânarea se produce pe distante mari, urmele lăsate de pneuri nu sunt continui ci se repeta de doua sau trei ori, fenomen explicat prin faptul că în momentul blocării roților, conducătorul simțind micșorarea eficacității frânării, acționează prin reducerea apăsării pedalei de frână.

Fig. 2.9. Urme de frânare fără ABS Fig. 2.10. Urme de frânare cu ABS

În cazul autovehiculelor echipate cu instalație de frânare prevăzută cu dispozitiv anti blocare, urmele de frânare sunt discontinui și au un aspect mai puțin intens.

Daca la locul accidentului nu se găsesc urme de la toate pneurile, iar traiectoria acestora nu se afla pe direcția fireasca de deplasare a autovehiculului, se poate deduce că instalația de frânare prezintă defecțiuni, ceea ce impune analiza cauzelor ce au dus la devierea de la direcția normală.

Urmele transversale de alunecare se produc atunci când autovehiculul se deplasează în viraj strâns cu viteza neadecvată, forța centrifugală fiind mai mare decât cea de aderență.

Fig. 2.11. Urme de derapare și urmă de demarare

Urmele derapajului lateral sunt rezultatul rezistenței porțiunii crestei anvelopei la deformația introdusă de forța centrifugă și pot fi rectilinii, curbe, cu aceeași lungime pe toate roțile sau cu lungimi diferite pentru fiecare pneu.

Urmele imprimate de alunecarea roților neblocate prezintă striațiuni dispuse lateral acestor urme, chiar dacă roțile s-au rotit în jurul axei proprii.

Prin analiza urmelor de derapare se pot extrage date importante referitoare la viteza și direcția de deplasare, deplasarea vehiculului după impact, poziția finală, etc. Astfel, cunoscându-se capacitățile dinamice ale autovehiculului, aderența, inclinarea transversală a drumului, se poate determina viteza de deplasare a vehiculului.

Urmele de demarare sunt produse de pneuri la pornirea de pe loc cu accelerații foarte mari, fiind datorate depășirii momentului aderent pe puntea motoare. Acestea oferă date cu privire la poziția inițială a autovehiculului. Urmele de demarare sunt scurte, cu lungimi de maximum 1-2 metri, și proeminente pe prima porțiune și se pierd la partea finală.

Efectuarea măsurătorilor la locul accidentului

În cadrul soluționării expertizei unui accident rutier o mare pondere o au măsurătorile efectuate la locul producerii acestuia. Aceste măsurători se cotează pe o schiță a locului faptei executata de mana. Pentru ca o schiță să poată reda o imagine corecta a evenimentului aceasta trebuie efectuata la scară.

Pentru definirea poziției unui punct aflat într-un plan, din punct de vedere geometric, trebuie definite coordonatele acestuia în raport cu minim două centre fixe conținute în plan. Altfel spus, pentru exprimarea poziției unui obiect de la locul unui eveniment rutier se executa măsurători în raport cu două repere fixe. Aceste repere sunt obiecte ce se găsesc în apropierea scenei, și care nu ar putea fi mutate în viitorul apropiat, cum ar fi: stâlpi, indicatoare rutiere, borne kilometrice sau hectometrice, poduri, canale, etc.

Aceste măsurători efectuate scenei accidentului se pot realiza prin trei metode: metoda triangulației, metoda perpendicularelor și metoda coordonatelor polare.

Metoda triangulației implica adoptarea a două repere fixe, A și B, între care se cunoaște distanța sau se poate determina cu ușurință. Prin acesta metodă se cotează distanțele de la cele două repere considerate până la două puncte aflate la extremitățile unui obiect ce marchează conturul acestuia.

În cazul obiectelor mici, măturătorile se realizează de la cele doua repere la centrul geometric al obiectelor.

Fig. 2.12. Poziționarea autoturismului pe calea de rulare folosind metoda triunghiurilor

Pierderea preciziei și sursa apariției erorilor în cazul acestei metode este constituita în utilizarea unor unghiuri prea obtuze ori prea ascuțite.

În cazul în care reperele A și B sunt situate la o distanță relativ mare iar punctul de interes C se afla în imediata apropiere a segmentului AB, atunci este greu de realizat triunghiul ABC iar imprecizia măsurătorilor este foarte mare, motiv pentru care este necesara utilizarea altor repere fixe sau a unor repere auxiliare a căror poziție este foarte bine precizata în raport cu reperele fixe.

Metoda perpendicularelor sau procedeul coordonatelor rectangulare se pretează a fi utilizat pe drumuri fără curbură. Aceasta metodă implică utilizarea unei linii drepte în raport cu care se executa măsurătorile, cum ar fi un parapet de protecție sau linia stâlpilor.

Poziția punctului de interes se exprima astfel cu astfel cu ajutorul a două măsurători:

-o distanță măsurata pe o linie dusă din punctul de interes perpendiculara pe axa de referință stabilită

– distanța măsurata pe o linie paralelă cu axa de referință, dusa din punctul ce trebuie localizat și reperul fix.

Fig. 2.13. Măsurarea prin coordonate rectangulare

Erorile apărute în cazul acestei metode sunt reprezentate de exactitatea perpendicularității.

În cazul procedeului coordonatelor polare, măsurătorile tuturor punctelor ce se doresc a fi localizate se realizează fata de un singur reper, iar pentru fiecare segment astfel trasat se măsoară cu ajutorul unui teodolit, unghiul făcut între aceste segmente și o axa aleasă cum ar fi o perpendiculară pe axul drumului.

Având deficiențe de asigurare a perpendicularității această metoda este recomandat să fie folosită în cazul măsurătorilor pe drumuri drepte.

Pentru utilizarea acestei metode este necesar un teodolit și rulete suficient de lungi pentru a se evita măsurarea fracționata ce ar putea introduce erori.

Datorită situațiilor complexe întâlnite în practică, în funcție de distanța dintre repere, de aria de împrăștiere a probelor și de caracteristicile drumului, distanțele necesare investigării accidentului se vor extrage dintr-o combinație între cele trei metode.

Examinarea autovehiculelor

În cadrul cercetării oricărui accident rutier grav, soldat cu victime, o foarte mare contribuție în soluționarea cazului o au datele culese prin expertiza autovehiculelor. Aceste date sunt culese atât din interiorul cât și din exteriorul autovehiculelor.

Urmele prelevate din interiorul autovehiculului sunt utilizate pentru a determina corespondența dintre leziunile ocupanților și componentele care le-au produs, a persoanei care se afla la volan dar și pentru stabilirea direcției forțelor de impact.

Parbrizul oferă o cantitate importanta de informații despre modul în care s-a produs accidentul. În timpul unui impact frontal, ocupanții locurilor din fața care nu poarta centuri de siguranța, sunt proiectați către parbriz. Expertul trebuie să decidă dacă acesta a fost spart datorită deformării cadrului parbrizului, a loviturilor cu diverse obiecte sau datorita contactului cu capul pasagerilor, caz în care crăpăturile au o dispunere radială din centru către exterior.

După părerea unor experți poziția în care a rămas blocat acul vitezometrului constituie un punct esențial de pornire pentru determinarea vitezei autovehiculului, însă aceasta s-a dovedit de multe ori a fi eronata. Marea majoritate a experților considera aceasta informație ca fiind falsă deoarece dacă roțile autovehiculului se ridica după carosabil, acul vitezometrului poate indica o viteză mult mai mare deoarece se învârtesc în gol. De asemenea dacă în timpul impactului roțile autovehiculului se blochează acul vitezometrului se poate opri la o viteza mult mai mica decât cea reala.

Prin atenta examinare a centurilor de siguranță experții pot decide dacă acestea au fost purtate în timpul impactului de către persoanele aflate în autovehicul. Acestea trebuie cercetate cu mare atenție și se caută în special zone lustruite datorită frecării cu hainele pasagerilor sau inelul de prindere. În timpul impactului datorită unor forțe foarte mari de întindere pe suprafața materialului centuri pot apărea zone ondulate ale țesăturii.

Fig. 2.14. Urme de frecare-abraziune

Urmele datorate coliziunilor, imprimate pe caroseriile autovehiculelor pot ajuta la determinarea pozițiilor de impact, a traiectoriilor urmate de fiecare vehicul, sau prin aprecierea deformațiilor, a vitezei de impact.

Urmele de frecare apar în cazul contactului între doua vehicule sau un vehicul cu o persoana sau obiect. Aceste urme se imprima pe stratul de vopsea și pot oferi informații despre direcția de deplasare, poziția vehiculelor.

Urmele de sânge imprimate pe diferitele componente ale caroseriei pot oferi informații despre identitatea persoanelor implicate. Totodată aceste urme oferă informații despre poziția în care se aflau persoanele în momentul producerii accidentului.

Fig. 2.15. Urme de sânge imprimate pe bara de protecție

Urmele de frecare-lustruire se imprima pe suprafața exterioară a autovehiculului în particulele de praf sau murdărie. Acestea pot oferii date despre poziția impactului, forma și înălțimea față de sol a obiectului ce le-a cauzat.

Deformațiile elementelor caroseriei este specifică tuturor accidentelor grave și cu ajutorul acestora se poate determina centrul de aplicare al forței ce a acționat pe direcția respectivă, care de obicei este situat în punctul de adâncime maximă a deformației. Astfel se pot determina pozițiile relative ale vehiculelor în momentul impactului, iar în funcție de adâncimea deformațiilor, pe baza calculelor se poate deduce forța impactului.

Pentru a se putea efectua aceste calcule este necesara măsurarea deformațiilor. Acest lucru, de cele mai multe ori, nu se poate realiza la locul producerii din motive de timp sau de lipsa a echipamentului necesar. „Sunt necesare trei categorii de măsurători: lungimea deformației; adâncimea profilului deformației în diferite puncte; distanta transversală și longitudinală de la mijlocul deformației la centul de masă al vehiculului.” Ca baza de referința pentru măsurători se folosește parte autovehiculului neavariata (partea din față, din spate, una din punți, etc). În cazul în care deformațiile sunt destul de complexe este necesară măsurarea adâncimii acestora în mai multe puncte. Acest lucru se realizează prin utilizarea unei rame de poziționare cu rigle de măsură.

Fig. 2.16. Ramă de poziționare cu rigle de măsurare

De obicei lungimea L a avariei, de obicei, este formată din lungimea avariei de contact la care se adaugă lungimea avariei induse. Avaria indusă reprezintă avaria ce a fost produsă de o altă parte a aceluiași vehicul sau de șocul din timpul impactului. Avariile induse ce apar la caroserie sunt sub formă de cute și îndoituri fără a prezenta urme de zgârieturi.

Autovehiculul poate avea și avarii provocate de echipa de descarcerare. În timpul intervenției pentru salvarea persoanelor blocate în interiorul vehiculului, aceștia sunt nevoiți să deterioreze anumite componente ale caroseriei pentru a putea extrage persoanele. În timpul examinării vehiculului este necesar să se facă bine distincția între aceste avarii și cele produse în timpul ciocnirii.

În timpul examinării vehiculului se face și o cercetare a stării pneurilor. Examinarea stării pneurilor și a roților se realizează prin întocmirea unei liste în care se notează pentru fiecare roată presiunea conținută în pneu, gradul de uzura, dacă bordura jantei prezinta urme de lovire și dacă este blocată.

Gradul de încărcare al vehiculelor este o alta sursă folositoare de informații. Acesta se verifică și se consemnează dacă vehiculul este gol, plin sau parțial încărcat. Pentru autovehiculele de transport persoane se consemnează numărul pasagerilor iar pentru cele de transport marfa se consemnează masa încărcăturii.

În cazul în care sunt incerte împrejurările ce au dus la producerea evenimentului rutier, pentru colectarea unor date suplimentare, expertiza autovehiculelor implică și realizarea testelor de frânare cu autovehiculele implicate dacă este posibil, dacă nu cu unele similare. De asemenea, pentru obținerea de date amănunțite în legătură cu modul producerii evenimentului rutier autovehiculele se transportă în service-uri specializate, ude se demontează și se examinează anumite componente ce ar fi putut influenta capacitatea de frânare, maniabilitatea sau stabilitatea.

Date foarte importante referitoare la modul în care s-a produs accidentul pot fi obținute din unitățile electronice de control ale autovehiculelor. Unitățile electronice de control pentru ABS (Antilock Braking System) și TCS (Traction Control System) pot conține parametrii importanți, cum ar fi:

– viteza roții;

– viteza autovehiculului;

– turația arborelui motor;

– starea sistemului ABS ori TCS;

– numărul de cicluri de funcționare a motorului înainte de prima avarie;

– numărul de cicluri de funcționare a motorului după prima avarie;

– numărul de intrare în funcțiune a ABS;

– starea de cuplare/decuplare a frânelor.

Unitățile electronice de control de tip SRS (Supplemental Restrain System) pot stoca până la 29 de parametrii ai autovehiculului într-un interval ce tine de la aproximativ 4 secunde înaintea începerii impactului și până la încheierea acestuia.

Dintre acești parametrii cei mai importanți sunt:

-viteza vehiculului înainte de ciocnire;

-turația arborelui motor înainte de ciocnire;

-turația arborelui motor în timpul de ciocnirii;

-poziția pedalei de accelerație înainte de ciocnire;

-variația vitezei vehiculului în timpul ciocnirii;

-numărul de cicluri de funcționare a motorului în timpul ciocnirii;

-numărul total de cicluri de funcționare a motorului;

-starea centurilor de siguranță;

-timpul între lansarea algoritmului de ciocnire și armarea senzorului de discriminare;

-starea pernelor de aer laterale.

Extragerea și prelucrarea datelor din unitățile electronice se poate realiza doar în service-uri specializate cu ajutorul unui computer, un scanner special și un soft de prelucrare.

Echipamente utilizate în prelevarea și analiza datelor de la locul accidentului

Acuratețea rezultatelor expertizei unui accident rutier depinde în mare parte de calitatea măsurătorilor realizate. Acest lucru depinde atât de experiența și pregătirea profesională a expertului, cât și de echipamentele utilizate în prelevarea și analiza datelor. Este obligatoriu ca aceste echipamente să fie periodic verificate și avizate metrologic pentru ca măsurătorile să poată fi luate în considerare, și totodată este necesar ca expertul să stăpânească bine modul de utilizare al aparaturii și posibilitățile acesteia.

Măsurarea lungimilor

Pentru măsurarea lungimilor de la locul producerii unui accident rutier se pot folosi mai multe aparate, în funcție de condițiile de măsurare, de valorile distantelor și de formă. Chiar și în prezent ruleta rămâne cel mai utilizat mijloc pentru măsurarea lungimilor.

Acestea sunt de lungimi diferite ce se folosesc corespunzător, de exemplu pentru măsurarea unor urme de frânare se pot folosi rulete de 30-50 metri, iar pentru ale vehiculelor sau deformațiilor acestora se utilizează rulete de cel mult 5 metri.

Dintre avantajele utilizării ruletei, cel mai reprezentativ este faptul că aceasta se suprapune bine peste forma care se măsoară, astfel fiind utila pentru măsurarea curbelor. și prețul redus al acesteia comparativ cu alte aparate similare poate fi considerat un avantaj. Totuși măsurătorile cu ruleta sunt incomode pentru este nevoie de cate o persoană la fiecare capăt, necesita mult timp, iar pe timpul nopții devine dificilă observarea indicațiilor și face necesara folosirea unei surse de lumină.

Fig. 2.17. Ruletă pentru lungimi de maxim 50 m Fig. 2.18. Roată de măsurare

Similară ruletelor este și roata de măsurare ce transforma numărul de rotații ale unei roți în unități de lungime, afișate pe un contor.

Soluția modernă pentru măsurarea lungimilor este reprezentata de telemetrele cu laser sau cu ultrasunete. Principalele avantaje în utilizarea acestora sunt reprezentate de timpul foarte redus pentru executarea măsurătorilor, comparativ cu timpul necesar măsurătorilor cu rulete, dar și manevrarea simplă de către o singură persoană.

Principiul de funcționare al telemetrelor cu ultrasunete se bazează pe timpul în care o unda sonoră parcurge distanța dus-întors până la un obiect de referită, din care se reflecta. Un exemplu de astfel de telemetru este SKILL 0520 (fig. 2.8) ce are un domeniu de utilizare cuprins între 0,2 și 15 metri, dispune de o funcție de adunare a maxim 10 măsurători, și are o precizie de ± 5%.

Dezavantajul acestor telemetre este faptul că măsurătorile efectuate cu acestea pot fi alterate în cazul căderilor de precipitații datorită reflectării undei sonore din picăturile de ploaie.

Fig. 2.19. Telemetru cu ultrasunete SKILL 0520 Fig. 2.20. Telemetru cu laser BOSCH GLM 80

Telemetrele cu laser, deși au un preț mai ridicat față de cele cu ultrasunete sunt mai recomandate de utilizat deoarece au un domeniu mai mare de măsurare și o precizie mult mai bună. Un exemplu reprezentativ al acestora este BOSCH GLM 80 care poate efectua măsurători într-un domeniu de la 0,05 și până la 60 de metri, cu o acuratețe foarte ridicată de ±1,5 mm.

Dezavantajul măsurării cu aparate ce utilizează tehnologia Laser este dat de reflectarea razei luminoase de particule de praf, fum sau ceață sau de funcționarea incorectă în condiții de soare puternic. Telemetrele cu ultrasunete sau laser permit și efectuarea măsurătorilor în zone greu accesibile cum ar fi râpele dar decât în linie dreapta, măsurarea curbelor fiind imposibilă cu acestea.

Alte dispozitive de măsurare sunt șublerele cu care se pot măsura mici deformații sau mărimile unor componente ale vehiculului cum ar fi grosimea discurilor de frână, și riglele metrice cu ajutorul cărora se pot observa abateri de planeitate ale unor elemente de caroserie deformate în impact.

Înregistrarea imaginilor

Din echipamentul anchetatorului face parte și camera de filmat sau de fotografiat. Cu ajutorul acestora se culeg imagini de la scena accidentului care pot ajuta la soluționarea anchetei. În prezent sunt utilizate camerele digitale deoarece extragerea datelor de pe suportul electronic al acestora este foarte simplă.

Pentru fotografierea urmelor de frânare este necesară o camera foto digitala convențională, așezată la o înălțime cunoscuta de suprafața carosabilului și obiecte ce au rol de lungimi de referință, cum ar fi diagonalele de referință sau un pătrat cu latura cunoscută de 0,5 sau 1 metru. Pentru fotografierea oricărei urme de la locul accidentului este necesara amplasarea în apropierea acesteia a unei benzi metrice. Astfel prin prelucrarea fotogrammetrică a fotografiilor efectuate la locul accidentului se pot determina diferite distanțe și dimensiuni, de precizie relativ ridicată, ale urmelor fotografiate.

Măsurarea presiunii pneurilor

Măsurarea presiunii din pneurile autovehiculelor se face cu ajutorul unui manometru ce păstrează fixă indicația a după măsurare pentru a putea fi citită. Astfel se pot determina pneurile umflate cu presiuni diferite ce pot duce la devieri ale traiectoriei vehiculului. În cazul exploziei unui cauciuc se urmărește dacă presiunea din pneuri este conformă cu cea specificată de producător. O presiune cu mult mai mare față de cea specificată, în pneurile neafectate de accident, induce posibilitatea ca pneul explodat să fi fost umflat la aceeași presiune.

Calculul parametrilor dinamicii accidentului pe baza probelor materiale

Reconstrucția accidentelor rutiere reprezintă refacerea principalelor etape ale acestora cu scopul determinării mărimilor cinematice și dinamice ale autovehiculelor implicate, înainte de producerea coliziunilor. În prezent, la baza reconstrucției accidentelor rutiere stau două metode: metoda empirică și metoda ce se bazează pe utilizarea softurilor.

Metodele empirice presupun utilizarea unor relații și formule fizice și matematice cu ajutorul cărora se determina principalele mărimi ale parametrilor unui accident de circulație.

Determinarea vitezei inițiale cu ajutorul urmelor de frânare

Pe baza urmelor de frânare măsurate la locul accidentului și a coeficientului de aderenta dedus din condițiile suprafeței carosabile se poate determina viteza inițială a vehiculului.

(4)

unde:

g≈9.81 m/s2 –accelerația gravitațională;

φ-coeficientul de aderență dintre suprafața drumului și pneu (tabelul 1);

S-lungimea urmelor de frânare.

Aceasta relație consideră că se realizează frânarea până la oprirea autovehiculului și se poate folosi în calcule mai puțin riguroase și nu ține seama de timpul de reacție al șoferului, întârzierile mecanice ale sistemului de frânare, variația coeficientului de aderență în raport cu viteza de la care începe frânarea.

Pentru obținerea unei valori a vitezei inițiale cât mai apropiată de cea reală se folosește următoarea relație:

(5)

în care:

t3 = [s] – durata întârzierilor mecanice necesare sistemului de frânare pentru a realiza

un regim constant, raportată la coeficientul de eficiență al frânării;

φmax–valoarea maximă a coeficientului de aderență din timpul frânarii;

φred –valoarea redusă a coeficientului de aderență, între valoarea minimă și cea maximă, în funcție de forma și intensitatea amprentei urmei de frânare;

Ke– coeficientul de eficacitate al sistemului de frânare.

Tabelul 1. Valorile coeficientului de aderență

Determinarea timpului de oprire

Oprirea autovehiculului este un proces ce începe în momentul în care apare necesitatea de oprire a vehiculului și se încheie în momentul în care viteza acestuia este egală cu zero. Acest proces cuprinde mai multe perioade de timp specifice proceselor ce se desfășoară de-a lungul acestuia:

Tif – durata întârzierilor fiziologice, reprezintă timpul ce se scurge din momentul apariției necesitații frânarii și până când șoferul acționează pedala de frână

Tim – durata întârzierilor mecanice, ce cuprinde timpul scurs de la apăsarea pedalei de frână și pană la intrarea în funcțiune a echipamentului de frânare

T3 – timpul corespunzător creșterii decelerației la valoarea maximă

Astfel se poate calcula timpul întârzierilor involuntare exprimat prin relația:

(6)

Pe baza vitezei inițiale exprimata în km/h se poate calcula timpul scurs de la începerea procesului de frânare și până la oprirea totală:

(7)

Timpul de oprire se exprimă astfel ca fiind suma dintre timpul întârzierilor involuntare și timpul de frânare:

(8)

Un factor important în studiul unui accident de circulație îl reprezintă timpul dintre momentul începerii procesului de frânare și până la producerea evenimentului:

(9)

unde, Sio este spațiul ce îl străbate autovehiculul frânat de la locul producerii impactului și până la oprire.

Determinarea vitezei de impact pe baza deformațiilor

Este cunoscut faptul că între deformațiile produse în timpul impactului unui autovehicul și viteza de intrare în impact există o strânsă legătură. Această legătură este exprimată de producători pe baza testelor de impact cu o bariera rigidă. Pe baza acestor teste se determină „viteza echivalentă barierei” (EBS = Equivalent Barrier Speed) ce a dus la dezvoltarea a două principii prin care se poate realiza echivalarea vitezei cu deformația. Acestea sunt tehnica deformației maxime și tehnica profilului deformației.

Pe baza tehnicii deformațiilor maxime cercetătorul Victor Craig a propus utilizarea „regulii țolului”. Această regula empirică stabilește pentru autovehiculele din clasa ușoară, cu o greutate sub 1350 kg și lungime maximă de 4,9 metrii, ce au tracțiune pe puntea față, o viteză de 1 milă/oră pentru fiecare țol de lungime a deformației. Exprimată în sistem metric aceasta regulă asociază pentru o lungime de deformare de 1,58 cm produsă în impactul cu o barieră fixă, o viteză de 1 km/h. Pentru aplicarea regulii țolului este necesara aplicarea unor majorări ale deformațiilor, astfel:

– pentru adâncimi mai mici de 50 cm, se aplică regula elementara a „țolului” (adâncimii de 2,5 cm îi corespunde viteza de 1,58 km/h);

– pentru adâncimi de 51… 63 cm, se adaugă 2,5 cm;

– pentru adâncimi de 64… 76 cm, se adaugă 5 cm;

– pentru adâncimi de 77…102 cm, se adaugă 7,6 cm;

– pentru adâncimi de 103…115 cm, se adaugă 12,7 cm;.

De exemplu, dacă se dorește aprecierea vitezei de intrare în coliziune cu o barieră fixă, a unui autoturism ce prezintă deformații cu o adâncime d=60 cm se va utiliza relația:

(10)

Determinarea energiei de impact pe baza suprafeței deformate

Aceasta teorie se asimilează pe baza unei suprafețe deformate de formă dreptunghiulară, de lățime L și adâncime x, divizată în mai multe suprafețe dreptunghiulare, dispuse perpendicular pe lățime.

Fig. 2.21. Modelul teoretic al suprafeței zonei deformate

Pentru deformarea plastică a unei suprafețe elementare este necesara consumarea unei energii E dată de expresia:

(11)

unde, A și B sunt coeficienți de rigiditate specifici unei zone deformate.

Pentru simplificare se consideră că întreaga suprafață are aceeași rigiditate.

Energia necesară pentru deformarea întregii suprafețe ET, este:

(12)

Înlocuind produsul xL cu aria deformată AD, energia de deformare a suprafeței este:

(13)

Concluzii

Datorită numărului mare de tipuri de accidente rutiere dar și a fenomenelor ce au loc în timpul coliziunii vehiculelor, investigarea accidentelor rutiere reprezintă un proces foarte complex ce necesita pe de-o parte timp și pe de altă parte bune cunoștințe tehnice în domenii multiple.

Pentru prelevarea datelor de la locul accidentului și analiza acestora sunt necesare anumite echipamente a căror calitate poate influenta mai mult sau mai puțin rezultatul expertizei. Astfel cercetarea accidentelor de circulație necesita utilizarea anumitor resurse materiale.

CAPITOLUL 3. METODICA INCERCARILOR EXPERIMENTALE

Obiectivele încercării experimentale

Având în vedere complexitatea fenomenului coliziunii autovehiculelor ce este dată de o diversitate de factori asociați atât construcției automobilelor, condițiilor de desfășurarea a evenimentului cât și de caracteristicile fizice și comportamentale ale ocupanților, studiul cinematicii și dinamicii autovehiculelor pe de o parte, și a riscului de vătămare a ocupanților, pe de altă parte, necesita utilizarea rezultatelor cercetărilor experimentale alături de modele teoretice asociate coliziunii.

Pentru determinarea unei corelații între amplitudinea și dispunerea avariilor autovehiculului și riscul de vătămare al ocupanților, iar apoi evidențierea, pe baza acestei corelații, a comportamentului cinematic și dinamic al autovehiculelor implicate în coliziune și al ocupanților acestora, au fost stabilite următoarele obiective ale studiului experimental:

Efectuarea unei coliziuni de tip vehicul-vehicul;

-Determinarea vitezelor de coliziune pentru test;

-Determinarea amplitudinii avariilor autovehiculelor după impact;

-Determinarea cinematicii autovehiculelor pe durata impactului;

-Determinarea cinematicii ocupantului pe durata impactului;

-Măsurarea decelerațiilor autovehiculului la impact;

Scenariul încercării

Pentru efectuarea experimentului au fost pregătite:

– un poligon de încercări;

– un autovehicul marca Audi 200 (VEH.1);

– un autovehicul marca Dacia Solenza (VEH.2);

-un manechin de testare aflat in vehiculul staționat;

– aparatură pentru înregistrarea vitezei autovehiculului împingător;

– aparatură pentru înregistrarea cinematicii manechinului;

– aparatură pentru înregistrarea accelerațiilor autovehiculelor;

Scenariul de testare stabilit a fost următorul: vehiculul VEH.1 – staționat este lovit din spate de către vehiculul VEH.2, care se deplasează spre înainte.

Fig. 3.1. Sistemele de coordonate asociate vehiculului

Pregătirea experimentului

Determinarea parametrilor tehnici ai autovehiculelor destinate încercărilor

Pentru asigurarea unei bune desfășurări a testelor și a siguranței echipei de încercări a fost efectuată o verificare a stării tehnice a autovehiculelor. Aceasta a constat in aerisirea sistemului de frânare, reglarea presiunii din pneuri si verificarea sistemului de direcție.

Datele de intrare folosite în calculul coordonatelor centrului de masă, respectiv masa autovehiculelor și repartizarea greutății pe fiecare roată rezultate din măsurători au fost corectate corespunzător încărcării autovehiculelor din momentul încercărilor.

Pregătirea poligonului de încercări

Pe baza scenariului de coliziune stabilit, a fost pregătit poligonul de încercări. A fost utilizată ca zonă de testare parcarea Aulei Universității Transilvania, Strada Iuliu Maniu 47A Brașov. Carosabilul în parcarea respectivă este format din dale de pavaj. Pentru testare s-a utilizat zona centrala de 105×15 metri.

Fig. 3.2. Poligonul de testare

Măsuri de siguranță

Pentru prevenirea unor evenimente nedorite și pentru siguranța echipei dar și a persoanelor aflate în apropierea poligonului de încercări au fost luate următoarele măsuri de siguranță:

-anunțarea cu două zile înaintea testelor a proprietarilor autovehiculelor ce erau parcate in incinta poligonului de testare , cu rugămintea de a elibera parcarea la data stabilită;

-izolarea poligonului de încercări prin împrejmuirea cu bandă de delimitare;

-desemnarea unei echipe responsabilă cu menținerea publicului în afara zonei de testare si a invitaților la o distanță sigură pentru a preveni atât accidentarea acestora cât si alterarea probelor;

-asigurarea spațiului necesar opririi autovehiculelor;

-utilizarea unor dispozitive de frânare comandate la distanță;

-pentru oprirea în siguranță a autovehiculelor după impact a fost asigurat un spațiu de rulare suficient de mare, determinat prin simulări realizate cu programul PC-Crash 9.2;

-realizarea unei bariere din saci cu nisip pentru a preveni accidentele

-asigurarea unui post de prim ajutor, post de intervenție în caz de incendiu și a unui post de asistență tehnică

Fig. 3.3. Măsuri de siguranță

Pregătirea autovehiculelor

Pentru efectuarea testelor propuse au fost utilizate două autoturisme:

– Audi 200 – staționat;

– Dacia Solenza – în mișcare;

-BMW X3 – autovehicul trăgător.

Pregătirea celor doua autoturisme pentru testele de impact a constat în efectuare următoarelor lucrări:

-spălarea autoturismelor

-reglarea frânelor si a presiunii din pneuri;

-rezervoarele au fost umplute pe jumătate cu apă;

-a fost marcată suprafața exterioară a caroseriilor;

-au fost marcate jantele după sistemul adoptat de EuroNCAP;

-au fost efectuate fotografii înaintea impactului;

-a fost montat dispozitivul de frânare la distanță pe vehiculul ce se deplasează

-atât pe vehiculul care se deplasează cât si pe cel staționat a fost montat un sistem de achiziție a accelerațiilor;

Fig. 3.4. Sistemul de achiziție a accelerațiilor Fig. 3.5. Dispozitivul automat de frânare

-a fost montat dispozitivul GPS pe plafonul autovehiculului care se deplasează înainte de impact;

-pe plafonul autovehiculului ce va realiza tractarea s-a montat un sistem GPS

Pentru marcarea superfeței exterioare a vehiculelor s-au realizat următoarele operațiuni:

– pe părțile laterale s-au aplicat benzi de tip tablă de șah cu pasul de 10 cm.

– partea frontală și din spate a autovehiculelor a fost de asemenea marcată prin benzi autocolante tip tablă de șah cu pasul de 2 cm;

Fig. 3.6. Marcarea părților laterale si a capotei

– pe suprafața capotei motorului și pe capota portbagajului a fost aplicat un caroiaj rectangular format din benzi autocolante cu lățimea de 1 cm, dispuse la distanța de 20 cm una față de alta;

-același tip de marcaj a fost folosit și pentru parbrizul vehiculului în mișcare

– pe părțile laterale ale vehiculelor s-au aplicat markeri circulari cu diametrul de 10 cm, de tip EuroNCAP, așezați la distanțe de 50 cm, pornind din dreptul axei față;-pe capota motorului si capota portbagajului s-au aplicat markeri de tip EuroNCAP cu diametrul de 4.5 cm.

-roțile celor două vehicule au fost vopsite conform EuroNCAP

Fig. 3.7. Marcarea roților

Pregătirea echipamentelor

Aparatura folosită în cadrul experimentului este destinată achiziției a trei tipuri specifice de date și este prezentată în continuare după acest criteriu de clasificare:

A. Aparatura pentru determinarea vitezei autovehiculelor

A1. Sistemul de achiziție a datelor GPS DS-5

Acest sistem are două componente principale: echipament (hardware) și program (software). Echipamentul este compus din receptorul GPS, un calculator (mini-notebook sau tablet-PC) și interfața de conectare (RS232-USB). Programul este de tip stand-alone (funcționarea să nu depinde de alte programe) realizată în limbajul Delphi și realizează funcțiile de achiziție a datelor și înregistrare a acestora în fișiere de tip text.

Pe baza receptorului Garmin GPS 18x-5Hz a fost realizat un instrument propriu destinat analizei comportamentului dinamic al autovehiculului (numit DS-5).

Receptorul GPS 18x-5Hz

Este un senzor GPS destinat în special utilizării la operarea utilajelor, ghidare și diferite aplicații în agricultură unde sunt necesare informații de poziționare și viteză foarte precise.

Echipamentul DS-5 – hardware

Sistemul este compus din receptorul GPS 18x-5Hz, un calculator (notebook), cablu de adaptare RS232 – USB și, dacă este cazul, un sistem de alimentare de la priza de 12 V a autovehiculului.

Pentru achiziția, prelucrarea și salvarea datelor recepționate cu ajutorul sistemului DS-5 (bazat pe GPS 18x-5Hz) a fost elaborat un program dedicat, folosind mediul de dezvoltare Borland Delphi (care are la bază limbajul de programare Pascal). Datele sunt înregistrate în fișiere de tip text.

Fig. 3.8. Sistemul complet de achiziție bazat pe GPS 18x-5Hz – 2 receptoare, conectică, programul de achiziție a datelor GPS, instalat pe un mini-notebook (Asus Eee) și pe tablet-PC (Asus R2E)

A2. Sistemul de achiziție a accelerațiilor

Echipamentul PIC DAQ DSD

Acest sistem este o platforma de achiziție de date dinamice, în care accelerațiile și vitezele unghiulare descriu mișcarea putând fi utilizat pentru testele de impact între vehicule, teste de frânare și măsurarea performanțelor dinamice ale vehiculelor.

Dispune de 3 senzori de măsurare a accelerațiilor axiale și vitezelor unghiulare, 8 canale de intrare analogice cu rezoluție de 12 biți, iar timpul de achiziție poate fi de până la 300 secunde la cea mai mare rată de eșantionare (1 kHz). Stocarea datelor se face pe card de memorie putând fi înregistrate mai mult de 500 de teste.

Fig. 3.9. Sistemul de achiziție a accelerațiilor

A3. Sistemul de achiziție de date montat pe autovehiculul trăgător

Sistemul SPEEDBOX

Speedbox este un senzor non-contact de mare acuratețe, proiectat pentru testările profesionale ale autovehiculelor precum și pentru alte aplicații din motorsport și industriale. Datele rezultate în urma măsurătorilor cu acest dispozitiv sunt foarte complexe, reprezentate de evoluții ale, pozițiilor, vitezelor, accelerațiilor, precum și alți parametrii ce țin de performanțele autovehiculului. Măsurarea vitezei de mare precizie este de extrasă într-o varietate de forme, care sunt potrivite pentru integrarea în cele mai multe sisteme de baze de date și de afișare – CAN, RS232 și analogice. Frecvența de măsurare este de 200Hz pe toate canalele, incluzând accelerații, viteze, distanțe, poziții și mișcările vehiculului în jurul celor trei axe (ruliu, girație și tangaj).

Fig. 3.10. Sistemul Speedbox

B. Aparatura de înregistrare a imaginilor foto-video

B1. Camera Casio Exilim EX-F1

Casio Exilim EX-F1 este o cameră foto-video care permite înregistrarea imaginilor video în format digital cu viteze de pană la 1200 cadre pe secundă (1200 fps) și a imaginilor foto la rezoluție de până la 2816 x 2112 pixeli. Aceasta a fost cameră principală utilizată pentru înregistrarea video de mare viteză, în cadrul testelor de coliziune efectuate, fiind fixată pe trepied în poligonul de încercări.

B2. Camera Nikon Coolpix L22

Camera foto-video digitală Nikon Coolpix L22 a fost utilizată pe durata experimentului ca și cameră secundară montată pe trepied în poligonul de încercări pentru preluarea imaginilor video, dar și pentru fotografiile efectuate în timpul pregătirilor și desfășurării testelor.

Fig. 3.11. Camerele foto-video

Desfășurarea experimentului

Etapele desfășurării testelor de coliziune

Experimentul s-a desfășurat conform scenariului prezentat anterior, efectuându-se o încercare de impact tip vehicul-vehicul. Etapele desfășurării testului au fost marcate prin următoarele operațiuni și evenimente:

a) înainte de impact:

-a fost montat dispozitivul de ghidare al cablului de tractare, și a fost întins cablul;

-au fost așezate cele 2 autovehicule în pozițiile inițiale;

-a fost așezat manechinul în autovehiculul staționat;

-autovehiculul trăgător a fost așezat in poziția de start;

-cablul a fost conectat la autovehiculul tras prin intermediul unui lanț si la autovehiculul trăgător printr-un sistem de eliberare rapidă acționat manual;

Fig. 3.12. Dispozitivul de ghidare al cablului de tractare Fig. 3.13. Sistem de tractare cu eliberare rapidă

-au fost inițializate dispozitivele GPS, dispozitivele de înregistrare a accelerațiilor, a fost pornită înregistrarea camerelor video;

-s-a pornit numărătoarea inversă și s-a dat semnalul pentru deplasarea și accelerarea vehiculului trăgător;

-a avut loc impactul între autovehicule după scenariul propus.

b) după impact:

-s-a delimitat un perimetru de siguranță și s-a asigurat ca nu există scurgeri de combustibil;

-a fost oprită înregistrarea camerelor video, au fost oprite dispozitivele de înregistrare a accelerațiilor si GPS,

-s-a efectuat fotografierea autovehiculelor, a probelor, și s-au realizat măsurătorile necesare;

-a fost degajat perimetrul de testare, si curățate resturile produse în urma impactului.

Fig. 3.14. Pozițiile inițiale ale autovehiculelor

Desfășurarea testului

Condițiile testului:

– ora 15:35

– VEH.1 – oprit, cu manechinul la volan;

– VEH.2 – deplasare înainte;

– unghiul de impact: 180°;

– gradul de acoperire al coliziunii: 80%;

– viteza de impact: v2 = 37,7 km/h;

Fig. 3.15. Pozițiile finele ale autovehiculelor

Echipa de testare

Testul de impact a fost efectuat în cadrul seminarului internațional dedicat reconstrucției digitale a evenimentelor rutiere „PC – Crash”. La toate testele a luat parte întreaga echipă Crash Test Team, formată din profesori și studenți ai Universității „Transilvania” din Brașov, organizată în funcție de sarcinile îndeplinite astfel:

Coordonatori:

– Trușcă Daniel Dragoș – coordonator principal

– Dima Dragoș Sorin – coordonare tractare si achiziție date

Responsabili aparatură:

-Togănel George – fotografii autovehicule si probe

– Dinu Covaciu – achiziție date GPS, Speedbox, Vbox

– Dima Dragoș Sorin – achiziție date PIC DAQ

Fig. 3.16. Poză de grup Crash Test Team

Echipă sistem de tractare:

-Nedelcu Valentin Daniel

-David Robert

-Preda Paul

-Done Adrian

-Cucu Marius

Echipa de securitate:

-Nedelcu Valentin-Daniel

-Tarachiu Iulian

-Țăranu Ștefănel

-Stroe Ionuț

-Preda Paul

-Neacșu Ovidiu

Echipa de intervenție:

– Nastasiu Cosmin

-Nedelcu Valentin-Daniel

-Duică Nicolae

-Avram Andrei

-Haidu Ionuț

-Iordan Ionuț

-Radu Ionuț Alexandru

Dispozitive de frânare:

-Duică Nicolae

-Avram Andrei

-Haidu Ionuț

-Năstase Mihai

-Matei Liviu Bogdan

Fotografii generale:

-Cucu Marius

-Grosu Ingrid

– Schifirneț Claudiu

-Enache Georgiana

-Ghiuzan Sergiu

Degajare autovehicule si curățenie

Simularea accidentului (PC-Crash și Virtual Crash)

În vederea corelării datelor experimentale cu datele teoretice s-au efectuat simulări cu ajutorul soft-urilor PC-Crash și Virtual Crash.

Simulările s-au bazat pe datele culese în urma testelor de impact. Pornind de la pozițiile inițiale, urmele de frânare și viteza de impact, s-au obținut ca rezultat al simulărilor pozițiile finale ale celor doua vehicule.

Astfel se poate vedea că pornind de la un set de date inițiale cunoscute, se poate reconstrui cu ajutorul soft-urilor de simulare dinamica evenimentului rutier studiat.

Simularea cu ajutorul soft-ului PC-Crash 9.1

Fig. 3.17. Evoluția impactului studiată cu Pc-Crash

Fig. 3.18. Evoluția vitezelor celor două vehicule obținută cu Pc-Crash

Fig. 3.19. Variația accelerațiilor pe cele 3 axe redată de Pc-Crash

Fig. 3.20. Evoluția energiei cinetice a celor două vehicule

Prin studierea figurii 3.18 se poate observa energia cinetică cedata în timpul impactului vehiculului staționat de către vehiculul în mișcare. De asemenea se observa si energia pierdută in urma deformațiilor și a frânării.

Simularea cu ajutorul softului Virtual Crash 3.0

Soft-ul Virtual Crash, deși dispune de o interfață mai prietenoasă si o grafică mai bună decât Pc-Crash posibilitățile de optimizare a impactului sunt mai reduse decât in cazul Pc-Crash. De precizat este faptul ca acesta simulează destul de bine mișcările pe cele trei axe ale caroseriei vehiculului în timpul impactului.

Fig. 3.21. Evoluția impactului studiată cu Virtual Crash

Concluzii privind desfășurarea cercetării experimentale

După realizarea testului de coliziune descris anterior, au fost formulate următoarele concluzii referitoare la pregătirea și desfășurarea experimentului:

-pregătirea experimentului s-a finalizat în termenul stabilit respectând toate condițiile necesare pentru o bună desfășurare;

-experimentul s-a desfășurat conform metodologiei propuse și prezentate în subcapitolele anterioare;

-testul de impact a avut loc după configurația și în condițiile prevăzute în programul experimentului;

– aparatura de achiziție date a funcționat în condiții bune permițând achiziționarea datelor de interes;

-coordonarea întregului experiment și implementarea măsurilor de prevenție au asigurat desfășurarea experimentului fără accidentări sau alte evenimente nedorite;

-fiecare echipă și-a respectat rolul acționând la momentul potrivit;

-defecțiunile tehnice apărute în timpul experimentului au fost remediate cu rapiditate de către echipa de intervenție rapidă;

-la sfârșitul experimentelor poligonul de testare a fost degajat și curățat, asemănător stării inițiale;

-condițiile meteorologice au fost prielnice, pe durata efectuării testelor, permițând efectuarea acestora și achiziția datelor în bune condiții;

Scenariul de testare s-a dovedit a fi eficient și sigur, în conformitate cu normele internaționale de testare și convenabil pentru mai multe tipuri de impact, dovedindu-se astfel potrivit pentru utilizarea în cadrul unor ședințe de testare ulterioare.

CAPITOLUL IV. ACHIZITIA SI PRELUCRAREA DATELOR

Achiziția și prelucrarea probelor Video

Proba video principală achiziționată în timpul testului 3 reprezintă filmul impactului realizat cu camera Casio Exilim F1-EX la frecvența de 1200 fps. Cu ajutorul programului Microsoft Movie Maker proba video a fost tăiată pentru ușurarea prelucrării ulterioare. Fișierul video astfel obținut a fost prelucrat cu ajutorul soft-ului Kinovea 0.8.21 în scopul determinării deplasărilor autovehiculelor în timpul impactului.

Fig. 4.1. Prelucrarea probei video în Kinovea 0.8.21

Kinovea este o aplicație de prelucrare a fișierelor video ce dispune de funcția „target tracking” oferind astfel posibilitatea de a urmări evoluția poziției în timp a unor repere din proba video. Astfel se folosesc drept puncte de urmărire markerii circulari plasați pe părțile laterale ale vehiculelor. După calibrarea programului la o distanță cunoscută se obțin distanțele dintre vehicule pentru fiecare cadru în parte.

Datele sunt furnizate sub formă de fișiere text ce sunt prelucrate în continuare prin metode numerice cu ajutorul aplicației de calcul tabelar Microsoft Excel.

Fig. 4.2.. Distanța relativă dintre autovehicule în timpul impactul

Pe baza caracteristicii din figura 4.2 a fost determinat punctul de impuls ca fiind momentul în care distanța relativă dintre autovehicule este minimă, respectiv după 360 ms de la începutul impactului. În acest moment vitezele celor două vehicule sunt egale.

Ținând cont de faptul că zonele de amplasare ale celor doi markeri nu sunt deformate în timpul coliziunii, datele astfel obținute sunt foarte apropiate de cele reale.

Fig. 4.3. Deplasările VEH1 în timpul impactului pe axa x și z

Fig. 4.4. Deplasările VEH2 în timpul impactului pe axa x și z

Analiza deplasării pe axa z a VEH 1 arată faptul că în timpul impactului spatele vehiculului staționat se ridica, atingând în zona de amplasare a reperului o înălțime maximă de aproximativ 18 cm față de poziția inițială. Acest lucru se produce datorită intrării parții frontale a VEH2 sub partea din spate a VEH1, iar coborârea începe în punctul de sfârșit al impactului.

Achiziția și prelucrarea vitezelor și accelerațiilor vehiculelor

Datele preluate cu sistemul GPS-DS5 de pe VEH2

Cu ajutorul sistemului de achiziție a datelor GPS-DS5 a fost determinată viteza de impact (viteza vehiculului tractat). Datele achiziționate au fost extrase sub formă de fișiere text și au fost prelucrate ulterior cu ajutorul aplicaților Excel și OriginPro. Accelerația vehiculului împingător a fost determinată prin derivarea numerică a caracteristicii vitezei.

Analizând figura 4.5 se poate observa ca autovehiculul atinge viteza de 38,5 km/h, moment în care mecanismul de tractare este decuplat, impactul producându-se la o viteză de 37,7 km/h. Momentul de impact total este marcat de decelerația maximă de moment în care variația spațiului se aplatizează.

Fig. 4.5. Evoluția spațiului, vitezei și accelerației VEH2

Accelerațiile preluate cu sistemul PIC DAQ DSD de pe VEH1

Fig. 4.6 Accelerațiile VEH1 pe cele 3axe la impact cu viteză mică si impact cu viteză mare

Accelerațiile ax, ay și az ale VEH.1 din timpul testului, au fost măsurate cu ajutorul accelerometrelor PIC DAQ montate pe consola centrală a autovehiculului. Valorile accelerației înregistrate cu ajutorul accelerometrelor au fost preluate sub formă de fișier Excel iar apoi au fost efectuate o serie de operațiuni de prelucrarea a datelor folosind metode de calcul matematic.

Înaintea testului de impact propriu-zis, pentru o mai bună înțelegere a fenomenului s-a efectuat un test la viteză mica de aproximativ 3 km/h fără a se produce deformații celor două vehicule. Compararea celor două grafice arată ca evoluția accelerațiilor în lungul axei x este asemănătoare, diferența fiind doar amplitudinea curbelor care în cazul impactului principal atinge valoarea maximă de aproximativ 18 m/s2.

Datele preluate cu sistemul Speedbox de pe vehiculul de tractare

Sistemul montat pe vehiculul de tractare a achiziționat date mai puțin importante pentru testul de impact, dar care descriu foarte bine dinamica acestui autovehicul.

Fig. 4.7. Variația spațiului, vitezei și a unghiului de tangaj a vehiculului trăgător

Culegerea datelor de la locul accidentului

Identificarea urmelor pe autovehicule – avarii

Impactul produs între cele două vehicule are un grad de acoperire de aproximativ 80% însă suprafața părții frontale a vehiculului în mișcare respectiv suprafața din spate a vehiculului lovit sunt deformate în totalitate.

Fig. 4.8. Fotografierea deformațiilor de pe cele două vehicule

Pentru fotografierea deformațiilor s-a utilizat rigla metrică plasată perpendicular pe direcția aparatului de fotografiat. Aceasta ajută la identificarea poziției fiecărei deformații putându-se astfel realiza corelarea între punctele de deformare ale celor două vehicule.

Avariile produse la partea din spate a vehiculului staționat sunt: bara de protecție spate îndoită și desprinsă parțial, structura caroseriei părții din spate și aripa spate-stânga deformată, carcasa de protecție a rezervorului îndoită, stopuri sparte. În timpul impactului portbagajul s-a deschis ca urmare a defectării încuietorii.

Vehiculul 2 a suferit avarii destul de violente la partea din față fiind reprezentate de îndoirea barii de protecție, a aripii față-dreapta și a capotei, și spargerea farurilor.

Fig. 4.9.. Deformații pe părțile laterale ale celor două vehicule

Datorită vitezei de impact ridicată dar mai ales intrării părții frontale a vehiculului 2 sub partea din spate a vehiculului 1, autoturismului Audi (VEH1) i-au fost produse avarii grave la puntea spate reprezentate de îndoirea tijei amortizorului și ruperea brațului de susținere din partea stângă a punții. Din acest motiv roata spate stânga a fost blocată de aripa spate ducând la imobilizarea vehiculului.

Fig. 4.10. Braț de susținere a punții rupt si tijă amortizor îndoită

Identificarea urmelor materializate pe sol

Urmele imprimate în urma testului de impact pe suprafața carosabilă a poligonului de testare, au fost doar urme de frecare-alunecare produse în timpul procesului de frânare sau datorită blocării roților. Lungimile și forma acestora diferă în funcție de dinamica roții care le-a produs.

Fig. 4.11. Urme de alunecare ale roților VEH1

În Fig.22. se observa urma de alunecare produsă de roata spate-stânga blocată de către aripa deformată. Lungimea acesteia se desfășoară pe toata distanța pe care s-a deplasat autovehiculul în timpul impactului, începând chiar din poziția inițială de așezare a vehiculului. Acest lucru arata faptul ca roata a fost blocată chiar din primele momente ale impactului.

Fig. 4.12. Măsurarea deformațiilor

Măsurarea urmelor de frânare s-a realizat cu ajutorul riglei metrice, iar fotografierea acestora s-a făcut similar ca în cazul fotografierii deformațiilor. Pentru a se putea repera cu ușurință la analizarea fotografiilor, urmele roților au fost marcate pe margini cu spray cu cretă.

Fig. 4.13. Urmele de frânare ale VEH2

Prin simularea cu ajutorul soft-ului PC-Crash 9.1 s-a obținut stare finală a impactului. Aceasta prezintă atât urmele roților cât și pozițiile finale ale celor două vehicule, gradul de similitudine dintre aceste urme și starea reală fiind foarte mare.

Fig. 4.14. Starea finală a impactului prezentată in PC-Crash 9.1

Astfel se pot compara datele culese la fața locului cu cele obținute prin simulare și se poate vedea că urma de frânare a roții dreapta spate a VEH1 este egală cu cea măsurată în Fig.4.12. De asemenea se poate măsura si spațiul parcurs de VEH1 în timpul impactului similar cu cel măsurat la fața locului.

Identificarea pozițiilor finale

Pozițiile finale ale vehiculelor au fost marcate cu spray cu creta pentru a putea fi măsurate și reperate cu ușurință. În același mod se marchează și pozițiile inițiale iar măsurarea între acestea se realizează cu rigla metrică.

Fig. 4.15 Marcarea poziției inițiale a VEH1 și a poziției finale a VEH2

Stabilirea pozițiilor finale ale vehiculelor ajută la obținerea unor date importante pentru analizarea impactului, cum ar fi spațiul de oprire al vehiculului, astfel putându-se deduce viteza inițială prin calcul analitic sau simulare computerizată.

Fig. 4.16 Măsurarea distanței între poziția inițială și cea finală

Analizând figura 4.16 se observă că spațiul parcurs între punctul final al impactului este de 4,5 metri. Același spațiu s-a obținut și prin simularea PC-Crash (Fig. 4.14) pornind de la datele cunoscute: poziția inițială a VEH1 și viteza de impact a VEH2, 37,7 km/h.

Concluzii

Etapa de achiziție a datelor s-a desfășurat în bune condiții, fără alterarea datelor, cu ajutorul echipamentelor tehnice prezentate în capitolul 3.

Procedura de prelucrare a probelor video este relativ greoaie și necesită utilizarea unui sistem de calcul performant.

Prelucrarea probelor pe baza fotografiilor a impus multă atenție iar pe baza rezultatelor acestora s-au obținut date importante cu privire la dinamica impactului produs între cele doua vehicule.

Rezultatele experimentale au fost comparate cu cele rezultate în urma simulărilor obținându-se procente mari de similitudine.

CAPITOLUL 5. CONCLUZII FINALE

Datorită numărului mare de răniri și decese, dar și pagube materiale produse în urma accidentelor rutiere este necesară efectuarea de studii asupra acestora pentru determinarea metodelor de prevenire dar ți diminuarea efectelor datorate coliziunilor.

Procesul de investigare a accidentelor este unul foarte complex, format din multe etape interconectate între ele, necesitând semnificative resurse umane dar și materiale.

Testele experimentale de impact între autovehicule aduc date importante ce contribuie la studiul cinematicii si dinamicii accidentelor rutiere. Buna desfășurare a acestor teste necesită elaborarea unui scenariu de testare bine pus la punct, utilizarea unor sisteme de achiziție de date cât mai performante, și mobilizarea unei echipe numeroase de oameni cu vaste cunoștințe tehnice în domenii multiple, cu roluri bine stabilite.

Procedurile de analiză și prelucrare a datelor obținute în urma testelor de impact sunt destul de anevoioase iar în urma acestora se obțin date ce descriu comportamentul vehiculelor în timpul impactului.

Compararea datelor rezultate experimental cu cele extrase din simulările computerizate aduc aporturi însemnate de informații utile în cercetarea accidentelor rutiere și totodată atestă veridicitatea datelor oferite de soft-urile specializate în simularea impactului între vehicule.

BIBLIOGRAFIE

[1] Cristea – Reconstituirea accidentelor Aspecte generale, 2009

[2] Jr. Elena Buștiuc, „Dinamica accidentelor rutiere generată de impactul autovehicul – pieton”, Iasi-2010

[3] Neculai Nistor, Mihalache Stoleru, Expertiza tehnică a accidentelor de circulație, 1987

[4] Ion Dănilă, „Tehnica investigării accidentelor de circulație rutieră”, Timișoara, 2005

[5] Dr. Steffan Datentechnik Linz, – PC Crasch Technical Manual. November 2003

[6] Liviu Ioan TĂUT, „Metodologia investigării criminalistice a accidentelor de trafic rutier” ,București, 2011

[7] Hânțoiu Vasilică – Posibilități de reconstrucție a accidentelor rutiere însoțite de coliziuni, 2013, Iași

[8] Cordoș Nicolae ș.a., Coliziunea Automobilelor, 2003

[9] Ciolan Gheorghe – Dinamica autovehiculelor, 2009

[10] Accident Reconstruction Guidelines – Graz University of Technology, AT October 2004

[11] Virgil POPA – Stabilirea dinamicii accidentelor rutiere în funcție de mărimea avariilor și gravitatea leziunilor înregistrate la ocupanții autovehiculelor, Brașov 2013

[12] Dănilă și Dr. Gönczi – Investigarea și reconstrucția accidentelor rutiere

[13] Reza N. Jazar – Vehicle Dynamics: Theory and Applications

[14] AVRAMESCU, N., si col. – Dinamica accidentelor grave de circulație 1990-1999, M.I. direcția Politiei Rutiere, 2000.

[15] GAIGINSCHI, R., FILIP, I. – Expertiza tehnică a accidentelor rutiere, Editura Tehnica, București, 2002.

[16] GORDOS N., BURNETE N., TODORUT A., Coliziunea automobilelor. Editura Todesco, Cluj-Napoca 2003

[17] NISTOR, N., STOLERU, M., Expertiza tehnica a accidentului de circulație, Editura Militara, 1987.

[18] ȘOICA, A., FLOREA, D., Conducătorul auto ca factor integrant al sistemului om – vehicul – mediu de circulație. Conferința NAV-MAR-EDU, Constanta, 2001.

[19] TRUȘCĂ D., ȘOICA. A, Stadiul actual. Coliziune fata-spate. ATIC-STL 2006 Conferința Internațională Chișinău – Sisteme de Transport si Logistica, Materialele Conferinței, Chișinău 2006, Octombrie;

[20] SEITZ Nicolae, Aspecte privind reconstituirea accidentelor rutiere. Universitatea Transilvania, Brașov, 1993

[21] Ordonanța de urgență a Guvernului nr.195/2002 privind circulația pe drumurile publice

[22] http://www.bradytrade.ro/content/cauzele-accidentelor-rutiere

[23] http://www.euroncap.com/tests/frontimpact.aspx

[24] http://rria.ici.ro/ria2014_1/art05.php?lang=ro

[25] http://www.auto-form.ro/info/siguran-ta-pasiv-a-a-autovehiculelor.html

[26]http://www.4tuning.ro/tehnica-auto/ce-sisteme-de-siguranta-au-masinile-noastre-1372.html