Определение скорости движения транспортных средств по методике, основанной: на балансе кинетической энергии, работы торможения, а также на балансе количества движения системы столкнувшихся объектов

Скорость является важнейшим показателем дорожного движения, как при оценке действий водителя, так и при решении вопросов механизма происшествия и технической возможности предотвращения ДТП. Управляя транспортным средством, водитель выбирает режим движения, исходя из двух критериев: минимальной затраты времени и максимальной безопасности движения. Эти критерии противоречивы и превышение допустимого предела скорости является одной из наиболее распространённых причин ДТП. Пунктом 10.1 Правил дорожного движения устанавливаются общие требованию по выбору скорости движения:

«Водитель должен вести транспортное средство со скоростью, не превышающей установленного ограничения, учитывая при этом интенсивность движения, особенности и состояние транспортного средства и груза, дорожные и метеорологические условия, в частности, видимость в направлении движения. Скорость должна обеспечивать водителю возможность постоянного контроля за движением транспортного средства для выполнения требований Правил.

При возникновении опасности для движения, которую водитель в состоянии обнаружить, он должен принять возможные меры к снижению скорости вплоть до остановки транспортного средства».

В практике экспертных исследований скорость движения транспортного средства приходится рассчитывать при применении торможения транспортного средства, при столкновении транспортных средств и перемещении их после столкновения, при перевороте транспортных средств, при движении по криволинейной траектории, при перевороте транспортного средства после резкого поворота руля при прямолинейном движении транспортного средства и т. д.

Если в материалах дела имеются следы торможения транспортного средства, то скорость движения рассчитывается из условий баланса кинетической энергии, которой транспортное средство располагало к моменту применения торможения и работы, совершённой транспортным средством по переносу своей массы на расстояние следа торможения.

В расчётах кинетической энергии транспортного средства массу заменим силой веса, в связи с их пропорциональностью, а результат будем исчислять в условных единицах.

Gx^-^2=g^.

254

Откуда искомое значение скорости:

К, = = или ^26jS^+v] (км / ч).

N Сг

где: Vx скорость транспортного средства перед торможением км/час;

V2 скорость транспортного средства после торможения, если торможение производилось не до остановки;

  • 254 — коэффициент приведения всех единиц в соответствие, равен: 2хЗ,62х9,8;
  • 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения;
  • 3,6 — коэффициент перевода значений скорости из км/час в м/с;
  • 26 — коэффициент приведения единиц из м/с в км/час: 2хЗ,62 =26.

Произведение ускорения свободного падения на коэффициент сцепления представляет собой замедление транспортного средства (без учёта коэффициента эффективности торможения:

j=

Для учёта значения коэффициента эффективности торможения—К, значение установившегося замедления j принимается по таблицам с учётом загруженности транспортного средства и характеристики дорожного покрытия. Или, если на это есть объективные причины, то расчётным путём с применением значения коэффициента эффективности торможения.

Так как транспортное средство до момента блокировки колёс двигается какое-то время с возрастающим замедлением (это время называют временем нарастания (запаздывания) замедления) — то перед символом корня следует прибавить к результату расчёта потери скорости за время нарастания замедления:

А Г = 0.5х3.6х?3 х j .

Поэтому в окончательном виде: скорость транспортного средства перед торможением:

= 1,8 х t3 х j + yj26jSlo - V2 (км/ч).

При торможении до остановки транспортного средства, когда К =0:

V =1,8 х t3 х j + у/26/8Ю (км/ ч).

По этому же принципу рассчитывается максимально возможная скорость движения транспортных средств при поворотах без первого слагаемого, так как торможение отсутствует. Так как основой формулы скорости является уравнение баланса кинетической энергии и работы перемещения, то становится безразлично, какое сопротивление заложено в основу работы перемещения. В этом случае, скорость движения транспортного средства при совершении поворота будет являться максимально возможной по условиям сцепления колёс с дорожным покрытием. То есть, формула становится универсальной.

Этот же подход позволяет установить скорость транспортного средства в момент наезда, если известно расстояние от места наезда до остановившегося транспортного средства после торможения.

^наезд ~ (км/ч).

Если известно только расстояние, которое транспортное средство прошло с момента начала образования следов торможения до момента наезда, то скорость в момент наезда определяется по зависимости:

3о =^2~26JS'„ (км/ч).

где: S'io длина следа юза от начала следообразования, до момента столкновения.

S"m— длина следа юза от места столкновения до окончания следов.

И, — скорость транспортного средства перед торможением.

При рассмотрении происшествий, связанных с неисправностью тормозной системы, необходимо учитывать изменение установившегося замедления в зависимости от характера её неисправности.

В источнике: Боровский Б. Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. Изд. «Лениздат», 1984 г., стр. 123, табл. 7.4, приведены расчётные формулы для установления установившегося замедления при различных неисправностях тормозной системы.

Таблица 2.1

Замедление j (с) колесной формулой 4><2 при неисправной тормозной системе

Неисправность

J м/с2

Не тормозит одно переднее колесо

(L + a)jg 2L+hgj

Не тормозит одно заднее колесо

,jL + b)

1 2L-hg

Тормозит только одно переднее колесо

j = b(pg 2L-hg(p

Тормозит только одно заднее колесо

  • «4>g
  • 2L + hg(p

Тормозят только передние колёса

bcpg

J~L-hg<p

Тормозят только задние колёса

J «(pg

L + hg(p

Тормозят только колёса одной стороны

j=(Pg_

J 2

Определение скорости движения транспортного средства по условиям сцепления

По рассмотренному ранее принципу рассчитывается максимально — возможная скорость движения транспортных средств при поворотах без первого слагаемого, так как торможение отсутствует. Предельно допустимая скорость автотранспортного средства по условиям сцепления при прохождении поворота дороги постоянного радиуса без поперечного уклона определяется по формуле, также вытекающей из уравнения баланса кинетической энергии и работы перемещения массы транспортного средства:

V у слое.сцепл =yll27R(p6oK (км/ч).

Предельно допустимая скорость транспортного средства по условиям сцепления, при прохождении поворота дороги постоянного радиуса с поперечном уклоном, определяется по формуле:

V,c..c^ymoH = (км/ч) .

Знак «+» в числителе и «-» в знаменателе берутся при движении по уклону, с наклоном в сторону центра поворота дороги. Если же наклон сделан в сторону, противоположную центру поворота дороги, то в числителе ставится знак «-», а в знаменателе знак «+».

Определение скорости движения транспортного средства по условиям опрокидывания

При столкновении часто происходит опрокидывание транспортных средств, даже при движении с малыми скоростями. Например, перекрёстное столкновение трамвая с автомобилем, опрокидывание автомобиля при прямолинейном движении и резком повороте рулевого колеса.

Условием опрокидывания транспортного средства относительно продольной оси, (поперечное опрокидывание), является равенство силы тяжести транспортного средства опрокидывающей силе, с учётом плеча их действия. В данном случае, опрокидывающей силой может быть и сила удара и центробежная сила, если это происходит на повороте, а также поперечная составляющая силы веса G *sin а.

Если опрокидывание происходит на косогоре, (поперечном уклоне), под действием поперечной составляющей силы веса, то условие опрокидывания транспортного средства относительно продольной оси транспортного средства определяется неравенством:

В

G'xsma'xhg >rjk х Gcosa* —

или

В

  • 1апа—— ,
  • 2хЛа

где: rjk коэффициент поперечного крена подрессоренной массы транспортного средства, равный для легковых автомобилей, и для грузовых автомобилей с грузом - 0,85, для грузовых автомобилей без груза — 0,9; hg высота центра масс, принимаемая по таблицам координат центров масс.

Если коэффициент сцепления 6ок в боковом направлении меньше произведения в правой части уравнения - tan а, то скольжение колёс начнётся ранее его опрокидывания, и наоборот, если коэффициент сцепления в боковом направлении больше произведения в правой части уравнения — опрокидывание начнётся ранее, чем поперечное скольжение

При движении транспортного средства на повороте с постоянным радиусом и скоростью по дороге без поперечного уклона, его предельная скорость, при которой может начаться опрокидывание, определяется величиной центробежной силы, возникающей в процессе поворота.

-2- (км/ч).

Схема сил, действующих на автомобиль при повороте (/9=0)

Рис. 2.36. Схема сил, действующих на автомобиль при повороте (/9=0)

Радиус поворота R определяется кривизной дороги и обычно имеется в паспорте дороги, который можно запросить у владельца дорог по ходатайству эксперта через суд или следствие. Если на дорогу нет паспорта, то также по ходатайству эксперта следствию или суду, следует провести измерение радиуса кривизны дороги на месте ДТП.

Методика измерения радиуса кривизны дороги изложена в нормативных документах ВСН 24-88, Изд. «Транспорт», М, 1988 г., стр. 41., а также в источнике Байэтт Р., Уоттс Р., Расследование дорожно-транспортных происшествий. Изд. «Транспорт», М, 1983 г., стр. 34.

Радиусы кривых в плане вычисляют по измеренным величинам полухорды кривой — а и высоты хорды h.

Определение силы сопротивления движению транспортного средства

при перемещениях до и после столкновения

Современные иностранные автомобили с 1991 г. в обязательном порядке оснащаются устройством антиблокировки колёс (АБС) в системе тормозов. Это устройство не позволяет блокироваться колёсам при торможении и они не оставляют следов на проезжей части. В силу этого длина следа торможения транспортного средства в исходных данных для эксперта становится редкостью — только при неисправности устройства АБС или при экстренном торможении на покрытии, имеющим очень малый коэффициент сцепления, когда система АБС не реагирует на возможность блокировки колёс. Поэтому определение скорости движения транспортного средства перед торможением устанавливается не по длине следа торможении, а по расстоянию перемещения транспортного средства после столкновения с сопротивлением перемещению, определяемым самим экспертом по характерным признакам:

  • • следы поперечного скольжения;
  • • вращение транспортного средства вокруг вертикальной оси;
  • • качение, качение под углом к первоначальному направлению движения;
  • • скольжению на элементах подвески или после переворота на элементах кузова;
  • • переезде через препятствие.

При этом, эксперт должен учитывать состояние поверхности участков перемещения.

Таким образом, эксперт из простого оператора, подставляющего в формулы исходные данные из материалов дела, становится думающим специалистом данной отрасли, так как для более точного установления режимов перемещения транспортного средства и расчёте затрат кинетической энергии на работу перемещения транспортных средств на определённом этапе, анализирует характер сопротивлений перемещению и устанавливает режимы движения транспортных средств, то есть, проводит научную работу.

Если перемещение происходит на различных покрытиях, то вместо дифференцированного расчёта работы перемещения транспортного средства на каждом участке движения, можно произвести расчёт по усреднённому коэффициенту сопротивления перемещению транспортного средства. Так как участи перемещении могут быть разной длины, то целесообразно провести средневзвешенное усреднение, а не среднеарифметическое усреднение. Обычно усреднение производят по коэффициенту сопротивления перемещению, так как массы перемещения не меняются.

Среднеарифметическое усреднение:

Средневзвешенное усреднение:

тср.вЗв

Необходимость расчёта силы сопротивления перемещению транспортного средства возникает при составлении энергетического баланса при определении скорости движения транспортного средства после столкновения.

Потери скорости на преодоление силы сопротивления рассчитываются тем же методом, что и потери скорости движения на преодоление сил торможения.

Свободное качение автомобиля

При свободном качении транспортного средства вместо коэффициента сцепления в соответствующих дорожных условиях в формулу силы сопротивления качению Р подставляется значение коэффициента сопротивлению качению —/:

Р„ач=/*G*C°Sa ?

Если качение происходит на горизонтальном участке пути, то:

Ркт = f*G.

Если от внешних воздействий качение происходит под углом к предыдущему направлению движения, (например, незначительный занос, отворот и т. п.), то кроме сил сопротивления качению добавляются и силы сопротивления частичному скольжению.

В этом случае значение коэффициента сопротивления качению под углом рассчитывается по формуле предложенной Кристи Н. М. Определение скорости отбрасывания транспортного средства после столкновения ВНИИСЭ, 1983 г.,стр. 63-78,:

(/ = (Z?sin/+ / COS у , где: у — угол отклонения линии качения колёс от первоначального положения.

Данные формулы верны, если качение автомобиля происходит с выключенной передачей или «выжатом» сцеплении.

При качении автомобиля с включенной передачей, но без подачи топлива, коленчатый вал двигателя принудительно проворачивается от колёс автомобиля. В этом случае двигатель является прообразом не фрикционного тормоза.

Необходимость расчёта силы сопротивления движению от принудительного прокручивания коленчатого вала двигателя возникает при потере возможности управления транспортным средством после столкновения.

Скорость движения автомобиля зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и передаточного числа трансмиссии.

Торможение двигателем заключается в том, что, не выключая зажигания и не производя подачу топлива, уменьшают частоту вращения коленчатого вала и этим снижают скорость транспортного средства. Этот же процесс происходит и при принудительном прокручивании коленчатого вала от вращающихся по инерции колёс через трансмиссию.

Тормозное усилие на ведущих колёсах при торможении двигателе рассчитывается по формуле:

*дв ~

Г'ХГ]

где: z — передаточное число трансмиссии;

г — радиус качения колеса;

;; — обратный кпд трансмиссии при принудительном прокручивании коленчатого вала двигателя от ведущих колес транспортного средства.

Для легковых автомобилей с колёсной формулой 4x2 — 0,8-0,82;

Для грузовых автомобилей и автобусов с колёсной формулой

4x2 — 0,75-0,78;

Для автомобилей с со всеми ведущими колёсами 0,72-0,75.

Мтдв— тормозной момент двигателя.

Мт.дв=1).,(Ап + В) ’

где: у.(— рабочий объём (литраж) двигателя вл.;

п — частота вращения коленчатого вала об/мин;

А и В — постоянные коэффициенты:

  • • Для карбюраторных двигателей Л=0,0008 и В= -0,15
  • • Для дизельных двигателей Л=0,001 и В= -0,1.

В связи со сложностью расчётов по приведённым зависимостям, рекомендуется усилие, создаваемое на ведущих колёсах тормозным моментом двигателя при полностью прекращённой подаче топлива и движении на прямой передаче, рассчитывать по эмпирической формуле, предложенной Ю.А. Кременцом Ю.А.

Источник: Боровский Б. Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. Изд. «Лениздат», 1984 г., стр. 132.

Р

т.дв

= 9,5»л

0,25GV

+ 1000

где: G — сила веса транспортного средства;

V— ориентировочная скорость движения транспортного средства в момент прекращения подачи топлива.

В случаях, когда торможение происходит не на прямой передаче, следует учесть передаточное число коробки передач на данном номере передачи.

Р-Р + р

S кач т.дв .

Сила сопротивления движению автомобиля будет равна сумме силы сопротивления качению автомобиля и силы сопротивления прокручиванию коленчатого вала (сила сопротивления, оказываемая двигателем).

у/ = ^sin/ + f cos/

При перемещении транспортного средства после столкновения юзом в заносе боком, вместо силы сопротивления качению учитывают силу сопротивления перемещению юзом. При этом юз может быть частичный, когда колёса автомобиля перемещаясь боком под незначительным углом, сохраняет возможность прокручивания колёс, и полным, когда колёса не прокручиваются.

В первом случае сила сопротивления перемещению транспортного средства рассчитывается как качение с суммарным коэффициентом сопротивления:

Во втором — как торможение транспортного средства с установившимся замедлением определяемым силой сопротивления перемещению транспортного средства юзом боком. Коэффициент суммарного сопротивления перемещению может быть определён также как отношение силы суммарного сопротивлению перемещению к фактической массе транспортного средства:

G

Р=Р = y/G

X у/ •

Перемещение транспортного средства с рассчитанными сопротивлениями на расстояниях этого перемещения будет представлять работу, выполненную транспортным средством при данном перемещении.

Эта работа равна кинетической энергии транспортного средства, которой он обладал перед началом перемещения.

GV2 -^— = PYS 254 2

Решая уравнение относительно скорости, находим её значение перед началом перемещения.

При наличии подъёма или спуска, это учитывается или величиной уклона z, или с помощью тригонометрических функций в уравнении баланса.

Определение скорости транспортных средств при столкновении

Происшествия, связанные со столкновением автомобилей и других транспортных средств и их наездом на неподвижное препятствие, имеют много общего. В процессе столкновений и наездов само транспортное средство, его пассажиры и водители подвергаются воздействию ударных сил, действующих в течение короткого промежутка времени, но весьма значительных.

В физике силой называется векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на материальную точку или тело, со стороны других тел или полей. Сила полностью определена, если заданы её модуль, направление и точка приложения. Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы.

Импульсом силы материальной точки называется векторная величина, равная произведению массы точки на скорость её движения:

К=т И . I I I

Это произведение также называется количеством движения материальной точки.

Каждому механическому состоянию данной материальной точки в данной системе отсчёта соответствует вполне определённый импульс, не зависящий ни от процессов, в результате которых точка оказалась в данном механическом состоянии, ни от предыдущих или последующих её механических состояний. Поэтому импульс является функцией механического состояния материальной точки. (Источник Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев, Справочное руководство по физике. Изд. Наука. М, 1984 г. стр. 29-31).

В теоретической механике ударом называют процесс взаимодействия тел, при котором за бесконечно малый промежуток времени скорости изменяются до конечного значения.

Если в инерционной системе отсчёта рассматривается система, состоящая из некоторого количества точек или некоторого количества поступательно движущихся абсолютно твёрдых тел, то на основании второго закона Ньютона:

у A(mnVn) At

v + ^v

} внутр / внешн .

Так как на основе третьего закона Ньютона внутренние силы вызывают такие же силы, действующие в обратном направлении, то сумма внутренних сил равна «О». Если система замкнута, то сумма внешних сил также равна «О», (так как внешние силы не действуют ни на одно тело системы).

На основании этого:

^КЛ)=0

А/

А, следовательно, и произведение A(m; Е) равно «О».

То есть, количество движения системы всегда постоянно, независимо от состояния.

Это постоянство системы называется законом сохранения импульса для замкнутой системы тел: в инерционной системе отсчёта суммарный импульс системы тел замкнутой системы тел с течением времени не изменяется.

Взаимодействие между телами замкнутой системы может приводить к изменению импульсов отдельных тел, к передаче импульсов от одного тела к другому, но это не сказывается на изменение суммарного импульса всей системы.

Поскольку импульс системы равен произведению массы системы на скорость её центра масс, то для замкнутой системы:

mV-Const.

То есть, центр масс замкнутой системы тел в инерционной системе отсчёта движется прямолинейно и равномерно.

На этом принципе основана методика определения скоростей столкнувшихся транспортных средств, предложенная во ВНИИСЭ в 1980 г.

Силы, действующие на соприкасающиеся тела при ударе настолько велики, что остальными силами можно пренебречь. Ударные нагрузки могут разрушить самые прочные и массивные детали транспортных средств: лонжероны рамы каркас кузова, картеры и балки мостов, блоки цилиндров.

Человек может выдержать без вреда кратковременную перегрузку, (в течении 0,05-0,1 с), около 40-50 g.

Некоторые исследователи ошибочно считают, что водители смогут уменьшить силу удара при встречном столкновении, опираясь, например, на рулевое колесо или педали. Ошибочность такого мнения станет ясной, если сравнить силу инерции, действующую на водителя при лобовом ударе (8-10 кН), с мускульными усилиями рук (0,6-0,8 кН) и ног (1,0-1,5кН).

Процесс удара принято разделять на две фазы:

Первая фаза продолжается от момента соприкосновения тел до момента их наибольшего сближения. Длительность этой фазы составляет от 0,05до 0,1 с.

Вторая фаза продолжается от конца первой фазы до момента разъединения тел. Длительность второй фазы составляет от 0,02 до 0,04 с.

Во время первой фазы кинетическая энергия тел переходит в механическую энергию разрушения и деформации деталей, а также в потенциальную энергию и тепло.

Во второй фазе удара потенциальная энергия упругих частей, деформированных в первой фазе, вновь переходит в кинетическую энергию, способствующую разъединению тел.

Источник: Иларионов В. А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Изд. «Транспорт», М, 1989 г. стр. 179-180.

Не следует путать фазы механизма столкновения с фазами удара. При ударе рассматриваются только процессы при контакте ударяющихся тел, механизм столкновения рассматривает процесс, начиная с момента возникновения опасности и до остановки транспортных средств после удара.

Существуют две самостоятельные методики определения скоростей транспортных средств до столкновения:

  • • основанной на балансе кинетической энергии и работы перемещения транспортных средств после их столкновения;
  • • основанной на постоянстве количества движения системы столкнувшихся объектов, (импульса силы).

Методика определения скорости движения объекта исследования, с использованием баланса кинетической энергии и работы перемещения объектов, применима для случаев, когда объекты не теряют энергию на столкновение и деформацию или затратами этой энергии можно пренебречь.

В противном случае ошибка экспертных расчётов может быть достаточна велика. Данная методика применяется для определения скорости по следам торможения автомобилей или при столкновении автомобилей для определения скорости перемещения автомобилей после столкновения, когда других затрат кинетической энергии, кроме работы перемещения у них нет.

Например, скорость движения транспортных средств можно определить с учётом потерь энергии только на перемещение транспортных средств после столкновения и приравнять её к скорости движения транспортного средства до столкновения. В этом случае эта скорость может быть названа только минимально возможной, так как затраты на деформацию транспортных средств не учтены. Такая форма расчётов бывает достаточна для оценки действий водителя. Если минимально возможная скорость движения транспортного средства превышает установленные ограничения, этого достаточно для принятия вывода о несоответствии действий водителя по выбору скоростного режима в данных конкретных условиях требованиям Правил дорожного движения. Если затратами кинетической энергии пренебречь нельзя, то отдельно рассчитываются затраты кинетической энергии на деформацию транспортных средств и она суммируется с кинетической энергией, полученной в результате расчёта работы перемещения.

В случаях, когда объекты исследования сталкиваются и затратами на столкновение и деформацию пренебречь нельзя и невозможно рассчитать затраты кинетической энергии на деформацию, то применяется методика расчёта скоростей движения с использованием баланса количества движения, которая, как показывает теория этого вопроса, учитывает эти затраты внутри системы.

Данная методика рекомендована Учёным Советом ВНИИСЭ, как базовая методика государственных экспертных учреждений.

Механизм столкновения транспортных средств имеет три стадии:

  • • сближение транспортных средств;
  • • взаимодействие транспортных средств друг с другом и возникновение сил, способствующих дальнейшему перемещению автомобилей;
  • • перемещение масс автомобилей после удара.

Каждый этап следует исследовать отдельно.

Наиболее сложным для расчётного анализа является этап взаимодействия транспортных средств друг с другом — столкновение. Здесь действуют силы, моменты и ускорения, трудно поддающиеся определению ввиду сложности механической картины — одновременного расхода кинетической энергии на перемещение транспортных средств и деформацию деталей транспортных средств.

Для решения вопроса о скорости движения автомобилей до столкновения, в соответствии с методикой, необходимо установить скорости движения транспортных средств после столкновения (отброс), так как положения этих транспортных средств фиксируются в протоколе осмотра места происшествия и схеме к нему.

Для данного случая, методика основана на том, что кинетическая энергия, которой обладал каждый автомобиль, участник ДТП, до момента начала перемещения после столкновения, впоследствии последовательно израсходована на перемещения по проезжей части.

Для определения параметров, необходимых для расчёта, необходимо составить масштабную схему происшествия по данным материалов и произвести реконструкцию момента столкновения, установив положение транспортных средств в момент столкновения и после ДТП.

Зависимости между параметрами процесса столкновения устанавливаются на основании закона сохранения количества движения, согласно которому количество движения системы постоянно по величине и направлению, если главный вектор внешних сил системы равен нулю. Поскольку внешние силы в процессе столкновения ничтожно малы по сравнению с силами взаимодействия и ими можно пренебречь, вектор равнодействующей количества движения двух ТС до столкновения и после него остается неизменным по величине к направлению.

Параллелограммы, построенные на векторах количества движения ТС до столкновения и после него, имеют общую диагональ — вектор равнодействующей векторов количества движения ТС в момент столкновения. Источник: Боровский Б. Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. Изд. «Лениздат», 1984 г., стр. 252.

Взаимосвязь векторов количества движения

Рис. 2.38. Взаимосвязь векторов количества движения

Индекс горизонтального штриха сверху выражения количества движения, означает, что значение количества движения до и после удара — векторное.

Это положение можно выразить векторным уравнением:

+ m2V2 = mxV[ + m2V2.

где: т и т2 - массы автомобилей;

К] и И, - скорости движения этих автомобилей до столкновения, И' и И' - скорости автомобилей после столкновения.

Индекс вертикального штриха сверху выражения количества движения, имеет значение вектора количества движения после удара, выражения количества движения без штриха означает их значение до удара. Знак верхнего подчёркивания означает векторную величину.

Так как масса автомобилей является производной от веса:

G= mg

то векторное уравнение может быть записано как:

В связи с этим, в исследованиях при замене массы на силу веса, будем использовать условные единицы количества движения.

Решение вопроса определения скоростей движения транспортных средств перед столкновением рекомендуется производить графоаналитическим методом, так как этот метод проще в исследовании и позволяет установить недостающий параметр скорости и её направление второго транспортного средства, при имеющихся значениях обоих транспортных средств без их направлений или при имеющимися направлениями скоростей транспортных средств без их направления. Также возможно и сочетание известной скорости или направления транспортных средств.

Перемещения транспортных средств после столкновения

После столкновения транспортные средства перемещаются по проезжей части и останавливаются в месте и положении, зафиксированными в протоколе осмотра места происшествия или схеме ДТП к нему. Дополнительными исходными данными служат фотоизображения, как приложения к протоколу осмотра места происшествия. На масштабную схему ДТП наносятся положения центров масс транспортных средств как в положении в месте столкновения (реконструированное место столкновения), так и в положении остановки после ДТП. Наносим на масштабную схему ДТП координатные оси. Выберем ортогональную систему координат «X» и «У». Наиболее удобно ось абсцисс «%» совместить с направление осевой линии дороги. Соединяем линиями центры масс транспортных средств в точке столкновения с точками центров масс в положении остановки после столкновения. Измеряем по масштабу расстояния перемещения центров масс и угол перемещения центров масс относительно направления первоначального движения транспортных средств.

Следует учитывать, что силы взаимодействия в момент столкновения могут возникнуть в различных точках контакта, так как наибольшие усилия возникают при соприкосновении силовых элементов конструкции транспортных средств: усилители, кронштейны, траверсы, лонжероны и т. д. По величине и направлению они также могут быть различными. Хотя всё это усложняет общую картину взаимодействия сил при столкновении, в большинстве случаев через незначительное время импульсы сил приведут к некоторой равнодействующей, вектор которой называют линией столкновения. Вектор равнодействующей и приводит транспортное средство к месту его остановки после ДТП.

В момент удара транспортных средств, скорости контактирующих деталей складываются и соударяющиеся участники, некоторое время движутся в направлении результирующей скорости. В этом же направлении движутся и центры масс транспортных средств. Хотя после прекращения ударных нагрузок транспортные средства движутся под влиянием внешних сил и в дальнейшем траектории участников столкновения могут измениться, однако, общее направление движение центров масс позволяет определить положение центров масс в момент столкновения.

Так как после столкновения транспортные средства перемещаются в пространстве без повторных столкновений и потерь кинетической энергии на контакт с препятствиями, то уравнение кинетической энергии, которой обладает транспортное средство после столкновения, (разделения транспортных средств после удара), поэтапно расходуется на работу по переносу массы транспортного средства на расстояние перемещения центра масс с сопротивлением перемещению, возникающим в данном конкретном случае.

Составляется уравнение баланса кинетической энергии и работы для каждого транспортного средства отдельно, с учётом тех видов и сопротивлений перемещению, которые испытывает данное транспортное средство:

254 1

где, индекс ?А. — сумма работ по перемещению транспортного средства в условных единицах, если производится сокращение массы транспортного средства в обеих частях уравнения, или в единицах энергии (работы).

В общем случае работа перемещения может быть выражена составляющими:

1. Работа по поступательному переносу массы транспортного средства:

A =G. (о S

поспгл і т перем перем ц.м.

Здесь п представляет собою суммарный коэффициент сопротивления перемещению транспортного средства. При качении под углом к направлению предыдущего движения без блокировки или заклинивании колёс или колеса:

(О = (D siny+f cosy .

Или при скольжении под углом к направлению первоначального движения

(р = (0,5-0,8) (р, где: (р — коэффициент сцепления в продольном направлении в данных до

рожных условиях

При скольжении на элементах кузова в соответствующих дородных условиях.

  • = (р т перем т сколъж
  • 2. Работа по развороту транспортного средства вокруг вертикальной

оси. При этом считаем, что разворот транспортного средства происходит без контакта с другим транспортным средством и происходит вокруг центра масс. l

^^^(Рбок^і

л —____4__________ .

^развор 360

3. Работа по перевороту транспортного средства относительно продольной оси.

A =X(hG). ,

где: ДА — расстояния подъёма центра масс при одном переворачивании транспортного средства.

4. Работа по геометрическим размерам кузова транспортного средства составляется треугольник, где высота подъёма кузова рассчитывается по формуле гипотенузы треугольника:

ДЛ12 = ^hg2 + а2 - hg ,

где: hg высота расположения центра масс транспортного средства при положении на колёсах;

а — расстояние от центра масс транспортного средства до оси передних колёс по горизонтали;

L — колёсная база транспортного средства по технической характеристике или по замерам.

5. Работа по переезду препятствия высотой:

A =hG., иерее I

момента столкновения

Координаты места столкновения и расположения транспортных средств после ДТП не приведены.

Рис 2.39. Пример масштабной схемы ДТП с реконструкцией момента столкновения

Из уравнения баланса кинетической энергии и работы перемещения транспортных средств рассчитываются скорости после столкновения, погашенные транспортными средствами на расстоянии перемещения:

V, = ^254x^4 .

По полученным данным скорости рассчитывается значение количества движения.

Количество движения (импульс силы) представляет собой векторную величину, определяемую как произведение фактической массы транспортного средства на вектор скорости данного транспортного средства.

В данном случае количество движения транспортного средства после столкновения рассчитывается в условных единицах. Так как вместо массы в расчётах участвует сила веса:

K=GV .

I I I

Составляется таблица данных по каждому транспортному средству, включающая: количество движения после столкновения и угол перемещения центра масс.

По полученным данным строится схема векторов количества движения в ортогональной системе координат с центром, расположенном в месте столкновения и находится равнодействующая по правилу параллелограмма. Как было уже сказано выше, из теоретической механики известно, что равнодействующая векторов количества движения транспортных средств после столкновения будет общей и для векторов количества движения до столкновения.

Для построения параллелограмма векторов количества движения до столкновения необходимо знать или направления движения обоих транспортных средств, или величину и направления количества движения одного из транспортных средств.

Пример схемы расположения векторов количества движения после столкновения и определение векторов количества движения до столкновения.

______________________X

Условные обозначения

  • --- после столкновения
  • ----------до столкновения
  • ---- — ? -V- после столкновения
  • 1-е до столкновения

_______равнодействующая

Рис. 2.40. Схема векторов количества движения столкнувшихся транспортных средств

Измерив количество движения каждого транспортного средства по масштабной схеме, и разделив значение количества движения на массу (вес) транспортного средства, получим скорость движения транспортных средств до столкновения:

Метод можно использовать при всех видах столкновения: фронтальные и перекрёстные. Исключение составляют столкновения, векторы количества движения которых имеют между собой малый угол. Трудность построения и возросшие погрешности дают значительные искажения в конечном результате.

Метод баланса количества движения может быть использован и при применении аналитического аппарата исследования.

В этом случае, уравнение из векторной формы должно быть преобразовано в скалярную, для чего вместо черты над количеством движения должны быть поставлены тригонометрические функции по углам, характеризующим направление вектора количества движения по отношению выбранных осей координат.

Спроектируем векторы количества движения на оси координат, те же, что и были выбраны при применении графоаналитического метода.

В общем случае в проекции на ось «А>>:

GXVX cos а + G2 Г2 cos /3 = GxVx cos / + G2V2 cos 3 .

В проекции на ось Y:

GxVxsina + G2V2sin fl = GXVX sin/ + G2K2sin^ ,

где углы а, /З, у, 3 характеризуют угол наклона продольной оси транспортного средства к оси абсцисс выбранной системы координат при движении до столкновения и после столкновения.

Из уравнений проекций можно получить в общем виде формулы для определения скоростей движения в момент удара для тех случаев, когда транспортные средства двигались к месту столкновения под каким-то углом, а после столкновения под другим углом.

Так из уравнения проекций на ось «X» имеем:

Vx cos у + G2V2 cos 3) - G2V2 cos

Gjcosof

Подставляя значение V в уравнение проекций на ось «У», имеем:

Vx cosy + G2V2cos3)(cosa -1) - GXVX sin/ + G^sinJ

G2 (sin fl cos a - cos /?)

Придавая углам различное значение, в том числе и при движении транспортных средств параллельно осям координат, рассчитываем значение скоростей движения транспортных средств перед столкновением (в момент столкновения).

Так, при движении транспортных средств в перпендикулярных направлениях параллельно осям координат имеем,(транспортное средство «1» движется вдоль оси «у», транспортное средство «2» — «вдоль оси «х»:

У _ G2V2 sin 3 + GXVX sin y

G2

_ (G^ cos / + G2V2 cos

2“ G>

При движении транспортных средств параллельно одной из осей ко-

ординат:

у _ (G2^2 sin s + Gv sin /) - G2V2

G,

_ (GjK/ cos у + G2V2 cos J) - G^

2~ Gi

В случае, когда решения методом баланса количества движения не находится, и эксперт решает вопрос определения скоростей транспортных средств методом баланса кинетической энергии и работы перемещения, то, согласно источнику (Евтюков С.А., Васильев Я.В. Дорожно - транспортные происшествия: Расследование, реконструкция, экспертиза. Санкт -Петербург Изд. ДНК 2008 г. стр. 164), необходимо рассчитать затраты кинетической энергии на деформацию деталей транспортных средств.

В этом случае, уравнение баланса кинетической энергии, которой обладают участники происшествия и работы по перемещению транспортных средств после столкновения, выглядит следующим образом:

254

= ^4.+Д?

где: АЕ — потери кинетической энергии на деформацию деталей транспортных средств (согласно источнику Евтюков С. А., Васильев Я. В. Дорожно - транспортные происшествия: Расследование, реконструкция, экспертиза. СПб, Изд. «ДНК» 2008 г. стр. 164).

при этом следует помнить, что

G т =— j g где: є — коэффициент восстановления, который принимается по нормативным таблицам. В отечественной литературе имеется этот коэффициент только для автомобилей ВАЗ.

В источнике (В источнике: Евтюков С. А., Васильев Я. В. Дорожно-транспортные происшествия: расследование, реконструкция, экспертиза. Изд. «ДНК», СПб, 2008 г., стр. 165), приведена табл. 2.35, приведены значения коэффициента восстановления по данным испытаний, проведённых ЦНИИАП НАМИ.

Изменение коэффициента восстановления «г» во времени «/»

Рис.2.41. Изменение коэффициента восстановления «г» во времени «/»

Как видно из графика для автомобилей отечественного производства ВАЗ диапазон значений коэффициента невелик: от 0,086 до 0,132. Поскольку этот коэффициент находится в числителе дроби :

ГI-*2 1

mj + m2

То его влияние будет незначительным и затраты кинетической энергии будут определяться в большей степени массами столкнувшихся транспортных средств и скоростями их движения.

Поэтому для оценочных расчётов затрат кинетической энергии на деформацию можно принимать значение коэффициента восстановления по графику, по значениям во второй фазе столкновения, где потенциальная энергия деформации вновь переходит в кинетическую энергию. Значения коэффициента восстановления во второй фазе находится в пределах 0,2-0,25.

Данная методика применима к ситуациям, когда вся деформация объектов столкновения обусловлена кинетической энергией только одного транспортного средства (например, перекрёстное столкновение). Или оба транспортных средства к моменту столкновения имели одинаковую массу и одинаковую скорость столкновения.

Таблица 2.2

Ударные характеристики автомобилей семейства ВАЗ

№ п/п

Модель, а/м

Начальна» скорость, м/с

Коэффициент упругости, к упр

Коэффициент восстановления,

Є

Замедление при откате от препятствия, м/с2

1

ВАЗ-2101

14,0-14,2

1,25-132

0,86-0,102

5,1-8,5

2

ВАЗ-21013

13,9

1,29

0,101

3,5

3

ВАЗ-2103

14,1-14,3

1,19-1,21

0,090-0,092

4,97-7,04

4

ВАЗ-21055

13,9

1,20

0,090

2,44

5

ВАЗ-2107

14,0

1,15

0,099

4,76

6

ВАЗ-2108

14,1

1,34-1,29

0,099-0,106

3,80-6,25

7

ВАЗ-21086

13,9

1,23

0,113

4,76

8

ВАЗ-21093

13,3

1,22

0,120

5,12

9

ВАЗ-2110

14,0

1,13-1,15

0,104-0,130

4,26

10

ВАЗ-2121

14,0-14,3

1,16-1,32

0,086-0,132

2,90-6,32

11

ВАЗ-21212

14,9

1,21-1,24

0,117-0,132

5,10-6,50

Примечание:

Коэффициентом упругости К называют отношение максимальной деформации к остаточной после наезда на препятствие.

Определение максимальной скорости по условиям видимости элементов дороги

В процессе исследования обстоятельств дела, связанных с механизмом происшествия и скоростями движения возникают вопросы определения максимально скорости движения, транспортного средства по условиям видимости элементов дороги. В этом случае, речь идёт не о скорости движения транспортного средства по условиям видимости, в том числе и препятствий, которые могут неожиданно появиться на дороге, а о максимальной скорости по условиям видимости элементов дороги — разметки, знаки и т.п. при полном отсутствии даже возможного появления помехи.

Максимальная скорость рассчитывается из условия возможности снизить скорость или остановиться, если видимость элементов дороги вдруг пропадает, или указывает на изменение дорожной обстановки.

Максимальная скорость рассчитывается обычно для условий тёмного времени суток, так как в дневное время дальность видимость неограниченна.

Для расчёта максимальной скорости движения расстояние видимости элементов дороги (общая видимость), приравнивается к остановочному пути транспортного средства. Видимость элементов дороги приравнивается к общей видимости дороги:

V^ = ^jT6 _^ + 1-1 •

V Jld

Согласно таблице дифференцированного значения времени реакции водителя, величина реакции водителя, в данном случае, принимается равной времени сенсомоторной реакции водителя на тренажёре и равной минимальному времени простой сенсомоторной реакции водителя при вождении автомобиля в экспериментальных условиях, (ВНИИСЭ, 1965 г.), срабатывания оператора — 0,3 с.

Это следует из того, что у эксперта нет основания исключить возможность того, что водитель за такое время может реагировать на изменение видимости дороги и её элементов. (Источник: Применение дифференцированных значений времени реакции водителя в экспертной практике. М, ВНИИСЭ. 1987 г.).

Время приведения тормозной системы в действие Тд, представляет собой сумму времени реакции водителя, времени срабатывания тормозного привода и времени нарастания (запаздывания) замедления.

T=t+t2+0.5t3 = 0,3+Z2+0.5?3 .

Установившееся замедление выбирается по нормативным таблицам в соответствии с дорожными условиями.

В противоположность максимальной скорости в экспертной практике рассматривают безопасную скорость движения, обусловленную конкретной видимостью помехи в данных дорожных и метеорологических условиях.

Определение безопасной скорости транспортного средства по условиям конкретной видимости объекта помехи

Условием выбора безопасной скорости движения в соответствии с требованием п. 10.1 ПДД РФ и возможностью предотвращения события дорожно - транспортного происшествия, является равенство расстояния конкретной видимости и остановочного пути транспортного средства.

Приравнивая расстояние конкретной видимости в данных метеорологических условиях, к расстоянию остановочного пути в данных дорожных условиях и решая полученное выражение относительно искомой скорости, имеем:

^без.конрк.вид. = + д/(77) + 2)$вид.конр ’

где: Т— время срабатывания тормозной системы рассчитывается в фактических дорожных условиях и время реакции водителя выбирается в зависимости от метеорологических условий, освещённости дороги и степени заметности объекта помехи на проезжей части.

T—tx+t^.5t3,

где: SeudK0Hp— расстояние конкретной видимости помехи;

j— установившееся замедление, соответствующее торможению в фактических дорожных условиях;

tx время реакции водителя для соответствующих условий по нормативам;

t2 и t3 время срабатывания тормозного привода и время нарастания замедления по нормативам.

Определение скорости транспортного средства в зависимости от расположения зоны контакта транспортного средства с пешеходом

Определение скорости наезда на пешехода по признакам его телесных повреждений и их тяжести, обычно получают при комплексном исследовании, проводимым одновременно с судебно-медицинским экспертом.

Многочисленные исследования взаимосвязи скорости транспортного средства и зон контакта его с пешеходом показали, что положение центра масс человека и скорость транспортного средства в момент наезда, существенным образом влияют на характер перемещения тела пострадавшего, как в момент контакта, так и в процессе его отбрасывания.

Положение центра масс человека непосредственно зависит от антропометрических характеристик человека: массы и размеров.

Медициной установлено, что, как правило, центр масс человека, независимо от возраста находится на половине высоты взрослого человека в положении стоя. Расположение центра масс меняется от положения тела и конечностей. При положении стоя с опущенными руками, можно принимать расположение центра масс по высоте на уровне пупка.

На характер удара и перемещение пешехода по транспортному средству существенно влияют геометрические параметры транспортного средства и его форма: высота, длина передней части, длина капота, высота и длина выступающей части переднего бампера. В источнике: Евтюков С. А., Васильев Я. В. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Изд. «ДНК», СПб, 2004 г., стр. 133, приведены данные по перемещению тела пешехода, по передней части транспортного средства во времени. По данным модели THUMS FM 50 среды LS-Dyna, которая была получена в лаборатории корпорации Toyota Motor Corporation, Япония.

t = 0 мс

Модель наезда на пешехода и поведение тела человека в различные стадии времени (время в миллисекундах)

Рис. 2.42. Модель наезда на пешехода и поведение тела человека в различные стадии времени (время в миллисекундах)

Аналогичные результаты были получены и при испытаниях на манекенах.

Модель наезда на пешехода и поведение тела человека в различные стадии времени на манекене

Рис 2.43. Модель наезда на пешехода и поведение тела человека в различные стадии времени на манекене

138

В источнике: Расследование обстоятельств дорожно-транспортных происшествий. Изд. «Факт», Харьков, 2002 г., стр. 76 Методические рекомендации, показаны зоны контакта пешехода с кузовом легкового автомобиля в зависимости от скорости наезда. Представленные данные (диапазоны скоростей), являются обобщёнными для легковых автомобилей понтонной компоновки отечественного производства, но для оценочных исследований могут быть использованы и для иностранных автомобилей.

Зоны контакта пешехода с автомобилем, в зависимости от скорости автомобиля в момент наезда

Рис. 2.44. Зоны контакта пешехода с автомобилем, в зависимости от скорости автомобиля в момент наезда

Нцм — высота расположения центра масс пешехода относительно поверхности дорожного покрытия;

Нб — высота расположения верхней кромки бампера относительно поверхности дорожного покрытия;

Р — направление вектора силы удара;

М—крутящий момент.

Приведённая методика не претендует на определение истинных значений скоростей. Скорее всего, она может быть использована для решения диагностических и оценочных задач, например, при проверке показаний участников ДТП.

Определение скорости транспортного средства в момент наезда на пешехода по тяжести телесных повреждений

Из результатов статистического анализа, испытаний и экспериментов следует, что явления, происходящие в процессе столкновения транспортного средства с пешеходом зависят в основном от формы и вида кузова, размеров и положения пешеходов, места контакта пешехода с транспортным средством, скоростей движения участников происшествия.

В источнике: Пушнов А. В. ЭКЦ МВД России, в журнале ЭКЦ «Экспертная практика № 33», М, 1992 г., стр. 25-29, выделены три основные формы передней части кузовов автомобилей:

  • • клиновидная;
  • • понтонная;
  • • вагонная.
Формы передней части кузовов автомобилей

Рис. 2.45. Формы передней части кузовов автомобилей:

1— клиновидная; 2— понтонная; 3— вагонная

В зависимости от формы кузова, а также от скорости транспортного средства в момент удара, а также размеров и веса транспортного средства и пешехода, имеют место три возможных типичных перемещения пешехода после удара:

  • • пешеход оказывается отброшенным вперёд и, пролетев определённый путь, падает на дорогу, перемещаясь по ней (типичный случай для столкновения с автомобилем с вагонным типом кузова);
  • • пешеход оказывается подброшенным так высоко, что автомобиль проезжает под ним (типичный случай для столкновения с автомобилем, имеющим клиновидный тип кузова);
  • • пешеход, проделав определённый линейный (в горизонтальном и вертикальных направлениях), а также угловой путь, вторично сталкивается с автомобилем. Происходит очередной удар, изменяющий параметры движения пешехода, и это может происходить до тех пор, пока пешеход не упадёт на дорогу перед или за автомобилем (типичный случай для столкновения с автомобилем, имеющим понтонный тип кузова).
Механизм травм пешехода при фронтальном столкновении с легковым автомобилем

Рис. 2.46. Механизм травм пешехода при фронтальном столкновении с легковым автомобилем:

а — удар фронтальной частью автомобиля; б, в — удар телом пешехода о части капота автомобиля при падении на него; г — удар и трение телом о поверхность дороги

Из исследований, проведённых ВНИИСЭ МЮ РФ, вытекает, что при наезде автотранспортного средства на пешехода, тело постепенно приобретает скорость в направлении силы удара. При блокирующем ударе скорость, приобретённая телом, совпадает по величине и направлению со скоростью транспортного средства в момент наезда. При касательном ударе скорость движения отброшенного тела, как правило, ниже скорости транспортного средства, а направление движения тела после удара не совпадает с направлением движения транспортного средства и зависит от формы поверхности, от которой происходит отброс тела. Ввиду малой упругости тела человека, вся энергия удара расходуется на деформацию тела и контактирующих с ним частей транспортного средства. Тело пешехода после удара не может приобрести скорость, превышающую скорость транспортного средства в момент удара. После остановки транспортного средства тело пострадавшего пешехода нередко располагается на некотором расстоянии впереди транспортного средства. Это объясняется тем, что замедление транспортного средства при торможении превышало замедление тела при его перемещении. То есть, в этом случае, можно сделать вывод, что в момент наезда на пешехода транспортное средство уже находилось в заторможенном состоянии. И наоборот, если после остановки транспортного средства тело пострадавшего пешехода располагалось сзади остановившегося транспортного средства, то можно сделать вывод, что в момент наезда транспортное средство не было заторможено.

Из исследований, проведённых в МАДИ (Московский автодорожный институт) на кафедре безопасности дорожного движения, следует, что при скорости наезда более 40 км/час энергия удара настолько велика, что тело пешехода приобретает скорость, близкую к скорости движения транспортного средства в момент наезда. Ударные ускорения, которые действуют на тело пешехода при ДТП в течение долей секунды, вызывают деформации тканей и органов, смещение частей тела, приводят к возникновению травм и ранений. Ввиду кратковременности воздействия ударных ускорений, переносимость их человеком обусловливается, прежде всего, прочностными свойствами различных участков тела, отдельных систем и органов. Предельное значение переносимого человеком ударного ускорения достигает величины 45g.

Об этом также свидетельствуют проведённые в Японии эксперименты с антропометрическими манекенами на различных скоростных режимах с различными типами транспортных средств. Измеренные ударные ускорения, воспринимаемые пешеходом в момент наезда и падения на дорогу, превышают 80g.

При анализе реальных происшествий с участием пешеходов нет возможности определить ускорения и время продолжительности его действия на отдельные части тела пострадавшего. В реальных происшествиях можно довольно точно определить объём и тяжесть телесных повреждений, которые получил пешеход. Для этого вводятся условные единицы объёма и тяжести телесных повреждений — «AIS».

Авторами предлагается ввести 7 групп AIS:

AIS-1

Легкие телесные повреждения (поверхностные ссадины или резаные раны, синяки, перелом носовой кости, перелом бедра);

AIS-2

Телесные повреждения средней тяжести (глубокие раны, сотрясение головного мозга с потерей памяти на время менее 15 минут, перелом грудной клетки, обширный перелом рёбер);

AIS-3

Тяжёлые телесные повреждения (сотрясение головного мозга с потерей памяти на время до 1 часа, перелом плеча, разрыв грудобрюшной преграды, потери глаза);

AIS-4

Очень тяжёлые телесные повреждения (апоплексический удар с потерей сознания до 24 часов, разрыв селезёнки, разрыв желудка, потеря ноги выше колена.);

AIS-5

Критические телесные повреждения (апоплексический удар с потерей сознания свыше 24 часов, разрыв кишечника, разрыв печени, разрыв сердечной мышцы, повреждение спинного мозга с параличом);

AIS-6

Смертельные телесные повреждения (перелом черепа, смятие грудной клетки, перелом позвоночника на высоте третьего шейного позвонка или выше);

AIS-7

Очень обширный объём телесных повреждений (изуродованные тела).

По объёму и тяжести телесных повреждений авторами предложена эмпирическая зависимость от скорости движения транспортного средства:

AIS=a+bV+cV2 , где: а, Ь, с — постоянные коэффициенты.

Таблица 2.3

Коэффициенты относительно искомой скорости

Кузов

Удар

Коэффициенты

а

Ь

с

взрослые

дети

взрослые

дети

взрослые

дети

Понтонный

Первичн.

0

0

0

0

0,0250

0,0285

Вторичн.

1,0

0,8170

0

0,72

0

0

Клиновидный

Первичн.

0

0

0

0

0,0155

0,0150

Вторичн.

0,76

0.76

0,055

0,055

0

0

Решая уравнение после выбора коэффициентов относительно искомой скорости, имеем наиболее вероятную минимальную величину скорости наезда:

_ h + ҐЬ}2 a-AIS с с

Так как при первичном ударе коэффициенты а и b равны нулю для всех рассмотренных типов кузовов, то

При определении тяжести телесных повреждений AIS учтены справочные данные, источник Метрологический справочник, Изд. ДНК Саикт -Петербург, 2007 г. Международный научно - исследовательский институт взрывологии (ИНИИВЗ ВНА). Стр. 298-303.

Таблица 2.4

Экспериментальные исследования прочностных свойств тканей человека (краткий обзор часто используемых критериев травм)

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Голова и шея

Энергия удара:

  • 14 Дж
  • 21,5 Дж
  • 50 Дж-
  • 80 Дж

Сила удара (тупым твердым предметом):

  • 0,16 кН
  • 0,25-0,29 кН
  • 0.2-0,3 кН
  • 0.78-0.98 кН
  • 0,9-1,0 кН
  • 2.2 кН
  • 2.1-2,6 кН
  • 3,9 кН
  • 4,0 кН
  • 4.2 кН
  • 4.3 кН
  • 5.5-6,9 кН

Порог сотрясения мозга

(Правила ЕЭКООН № 21 ГОСТ 17047-71)

Порог сотрясения мозга (А. П. Громов, 1979 г.)

Порог перелома черепа «концентрированный» удар (А. П. Громов, 1979 г.)

Порог перелома черепа «рассредоточенный» удар (А. П. Громов, 1979 г.)

Переломы костей носа

Переломы альвеолярных отростков верхней челюсти

Ушибленная рана головы

Переломы нижней челюсти

Ветвящиеся ушибленные раны с диффузным осадпением кожи головы. Возможна травмати-зация подлежащих костей, компактный слой которых вдавливается или растрескивается (сначала изнутри)

Порог перелома, темя (О. Ф. Салтыкова, 1972 г.)

Переломы костей свода черепа в виде трещин внутренней костной пластинки (С. А. Корсаков, 1977 г.)

Единичные трещины в передней черепной ямке (А. В. Маслов, 1970 г.)

Порог перелома, лоб (А. В. Маслов, 1970 г.)

Единичные трещины в задней черепной ямке (А. В. Маслов, 1970 г.)

Порог перелома, затылок

(Н. А. Веремкович, 1969 г.)

Переломы в лобно-теменной области

Продолжение таблицы 2.4

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Голова и шея

  • 7,2-Ю,6 кН
  • 9.8 кН
  • 10.8 кН

При ударе по своду силой 0,16-0,41 кг/мм2 (например, молотком) образуются вдавленные переломы

При 0,5 кг/мм2 - дырчатые, а при большей силе воздействия от краев дырчатого перелома отходят треіцииьі.

При ударах в шею сзади с силой от 0,49 до 1,17 кН возникают переломы остистых отростков и дужек, а при ударах сбоку -остистых и поперечных отростков

Наряду с трещинами свода черепа, возникают переломы костей основания не только передней и средней, но и задней черепной ямки (А. В. Маслов. 1970 г.)

Оскольчатые переломы с общей деформацией черепа

Полное разрушение черепа (А. П. Громов, 1979 г., В. Н. Крюков, 1966 г. и др.)

При экспертной оценке силы удара по голове следует иметь в виду, что при скорости соударения 0,0001 с

Даже при наличии переломов подлежащих костей раны кожи не возникают (А. П. Громов, 1979 г.)

Кожные покровы

Энергия удара:

1,17 Дж

Сопротивляемость кожи тела (прочность) разрыву составляет в среднем от 1 до 3,7 кг/мм", кожи шеи 0,2-0,8 кг/мм2

Продольные фрагменты кожи требуют почти в 3 раза большей нагрузки на разрыв, чем поперечные

Сила удара: до ЗОН

150-160 Н

до 196 Н

Порог повреждения осколками стекла массой 10 г (L. Kazarian, Н. Von Gierke, 1970 г.)

Кожа шеи обладает наименьшей сопротивляемостью разрыву и наименьшей растяжимостью по сравнению с кожей груди и живота

Кожа женщин имеет в 1,2-1,6 меньшее сопротивление на разрыв, чем кожа мужчин

Ссадины

Внутрикожные кровоподтеки, сочетающиеся с осаднением

Кровоизлияния в подлежащие ткани, размятие и отслойка подкожной жировой клетчатки, возможны надрывы мышц

Продолжение таблицы 2.4

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Мягкие ткани

Энергия удара: 4,65 Дж

Сила удара: более 196 Н

более 313 Н

Прочность разрыву тканевых (органных) артерий составляет 0,15-0,20 кг/мм2.

Проникающее ранение осколками стекла (массой 10 г) глубиной более 10 мм (С. White etai., 1965 у.)

Отслоения кожи, размозжение подкожной жировой клетчатки, локальные разрывы и размозжение мышечной ткани

Повреждения внеорганных магистральных сосудов (В. Н. Крюков. 1977 г.)

Тканевые (органные) артерии в 1,0-1,5 раза эластичнее магистральных артерий и аорты

Другие внутренние органы

Сдавливание:

  • сдавливание груди и живота с силой 780-980 Н, серьезно нарушает или совсем прекращает дыхательные экскурсии грудной клетки или диафрагмы;
  • усилием 5-10 Н прекращается ток крови из мозга

по яремным венам;

  • локальным давлением с силой 30-50 Н осуществляется блокада кровотока по сонным артериям, а по позвоночным артериям усилием 150-200 Н;
  • 100-150 Н достаточно

для сдавливанші просвета трахеи (Н. В. Попов, 1938 г., И. Л. Концевич, 1968 г., Ю. А. Молин, 1996 г.

и др.)

Энергия удара тупым предметом (А. П. Громов.

В. Г. Науменко. 1977 г.);

Продолжение табл. 2.4

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Кости, связки, хрящи и сухожилия

  • 157 Дж
  • 157-196 Дж

Свыше 196 Дж

Свыше 314 Дж

Предел прочности связок, например, коленного сустава от возраста составляет:

  • 1,2-2,1 кг/мм2 (15-20 лет);
  • 1,1-1,9 кг/мм2 (21-40 лет);
  • 0,7-1,3 кг/мм2 (41-54 лет).

Наиболее крепкая связка — боковая большеберцовая

Для разрушения реберного хряша требуется:

  • 0,13-0,14 кг/мм2 (15-20 лет);
  • 0,10-0,11 кг/мм2 (21-30 лет).

Сухожилья выдерживают:

  • длинной ладонной мышцы — до 98 Н;
  • подошвенной — до 118 Н;
  • трехглавой мышцы голени — до 3900 Н;
  • четырехглавой мышцы бедра — до 5900 Н
  • (А. С. Обысов и др.,
  • 1971 г.)

157 Дж Разрыв мелких сосудов и кровоизлияния

Формирует локальные разрывы и размозжения мышечной ткани

Размозжение подкожной жировой клетчатки и отслоение кожи

Повреждение магистральных внеорганных кровеносных сосудов в месте удара Прочность стенки аорты на разрыв составляет 0,123-0,297 кг/мм2; периферических артерий — 0,148-0,219 кг/мм2

Имеет большое значение для профилактики растяжений и разрывов, а также судебных медиков

Сухожилия состоят из особо- прочных коллагеновых волокон, чем они длиннее, тем на большее расстояние передается действие мышечного сокращения: отличаются очень большой крепостью

Продолжение табл. 2.4

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Кости, связки, хрящи и сухожилия

Прочность некоторых костей:

  • изолированная бедренная кость (поставленная вертикально) выдерживает давление в 1,5 т;
  • большеберцовая — 1,6-1,8 т;

Особой крепостью на сжатие обладают ребра.

Предел прочности их на излом колеблется:

  • 0,85 до 1,10 кг/мм2 (в молодом возрасте);
  • до 0,4 кг/мм2 (в пожилом возрасте).

Предел прочности у позвонков--

0,26 кг/мм2, а у межпозвоночных дисков — от 0,68 до 1,37 кг/мм2 (А.С.Обысов, 1971 г.)

При прочих равных условиях грудные клетки цилиндрической формы начинают разрушаться при силе давления 2,9-3,4 кН. плоские и конические — при 1,6-1,9 кН.

У лиц пожилого возраста переломы ребер образуются уже при фронтальном нагрузке в 1,2 кН. При сдавливании с силой 7,4- 9,8 кН возникают переломы ребер по двум, а при 14,7 кН и более — по трем линиям (передне-, средне- и заднеподмышечным).

Скелет взрослого человека составляет около 18% общей массы тела (примерно 12 кг)

Кость является сложным соединением и представлена межклеточным веществом, составляющим основную ее массу и определяющим физические и биомеханические свойства.

Органические вещества (коллаген — до 95%, 2/3 которого составляют глицерин, пролин и гидроксипролин) составляют 30% костной ткани, неорганические — 60% и вода — 10%. Из минеральных веществ присутствует магний, фосфор и кальций.

Продолжение табл. 2.4

Зона воздействия

Критериальный параметр

Примечание

Кости, связки, хрящи и сухожилия

Первые трещины теменных костей черепа возникают при ударах с силой 1,9 кН. при силе 3,9 кН наблюдается крестообразное растрескивание их в области теменных бугров, при 7,8-11,8 кН череп разрушается. Прочность шейною отдела позвоночника при сжатии по продольной оси варьируется от 3,4 до 3,9 кН, а поясничного отдела позвоночника от 6,8 до 9,8 кН и более (В. О. Плаксин, 1976 г.,

A. И. Коновалов,

1983 г., О. П. Горяйнов. 1992 г. и др.).

Переломы поперечных и остистых отростков позвоночника наблюдаются при ударе с энергией 490-1180 Дж и при компрессии 78-880 Н (А. П. Громов.

B. Г. Науменко. 1977 г.) Кости таза разрушаются при ударных

и компрессионных травмах с силой 9.8-19.6 кН.

Усредненные прочностные характеристики длинных трубчатых костей при деформации изгиба следующие:

  • плечевая — 2,3-
  • 3,4 кН:
    • лучевая — 3,7-4,3 кН;
    • локтевая — 3,5-
  • 4,6 кН;
  • бедренная — 3,0 кН;
  • большеберцовая — 3,0-3,9 кН (при ударе в область гребня

до 7,4 кН)

Ввиду эластичности и смешаемости костей черепа у новорожденных они относительно устойчивы к разрушению

Прочностные характеристики длинных трубчатых костей при деформации изгиба могут несколько различаться в зависимости от уровня перелома, возраста человека и пола

Примечание:

  • • сила удара кулаком натренированного мужчины может составлять около 4,9-5,9 кН (500-600 кг), в результате чего у самих ударяющих нередко травмируется кисть, а ударяемым наносятся очень серьезные травмы;
  • • сила удара ногой в несколько раз больше, чем кулаком, и эффект удара многократно возрастает, если стопа обута в жесткую обувь (А. Н. Белых, 1993 г.);
  • • сила соударения головой с преградой при свободном падении навзничь, в зависимости от роста, массы тела потерпевшего, длины шеи и массы и формы головы, варьирует от 4,9 до 7,8 кН; когда падение обусловлено толчком, придавшим телу значительное ускорение (например, при рукопашном бое), она достигает 14,7 - 19,6 кН, что и определяет тяжесть травмы головы, органов и тканей шеи;
  • • сила удара транспортного средства при наезде на человека при скорости 60 км/ч эквивалентна свободному падению с четвертого (пятого) этажа или падению с высоты 12-15 м;
  • • сила соударения нефиксированного тела человека при скорости соударения 75 км/ч с не смещаемой жесткой преградой, достигает 4 т, а масса органов от перегрузки «возрастает» до 20 раз, что и определяет объем их инерционной травматизации;
  • • объем повреждений резко снижается при увеличении площади соударения и поглощении части энергии спец, одеждой или защитными устройствами, экранирующими зону травматизации.

Приложение:

Различные объекты живой и неживой природы, подвергшиеся или подвергающиеся какому-либо силовому воздействию (включая и результаты воздействия), могут быть в настоящее время всесторонне измерены, исследованы и описаны, а полученные данные обработаны и проанализированы. Наибольший интерес представляет здесь, конечно, исследование живых объектов, подвергшихся силовому воздействию, — наиболее малоизученное пока направление.

Как показывает практика, возможно бесчисленное количество вариантов соударения (взаимодействия) живого тела (в частности человека) с силовыми полями, предметами или препятствиями. Поскольку нет единой теории, на основе которой можно предсказывать (прогнозировать) последствия таких взаимодействий (соударений), изучению и анализу подвергаются лишь некоторые, наиболее типичные случаи. В первом приближении, таких случаев всего несколько:

• взаимодействие тела с волной газообразных продуктов детонации в ближней зоне взрыва и ударной волной окружающей среды в зоне поражения;

• взаимодействие тела с летящими пулями или осколками оболочек снаряда, а также вторичными снарядами; столкновение с плоской неподвижной преградой и удар предметом с ограниченной поверхностью (в предельном случае острым предметом). Различия между этими случаями (вариантами) очень большие. Например, при ударе головой об острый твердый угол (предмет) энергия удара, при котором происходит перелом костей черепа, намного меньше той энергии, при которой совершается перелом в случае удара о плоскую поверхность. Так, например, при ударе головой о стальную плоскую плиту переломы наблюдаются при энергии удара, примерно, 70 Дж, а при ударе бойком — при энергии 34 Дж. При этом известно, что разные части головы имеют неодинаковую прочность (из-за разной толщины и естественной неоднородности); используя боек площадью 6,45 см2 (А. М. Nahum, J. D. Gatts, С. W. Gadd, J. Danforth, 1968 у.) получали переломы черепа в лобной области при силе 4,0 кН, в теменновисочной — 2,0 кН, в скуловой — 0,89 кН. Деформация грудной клетки при ее сдавливании в передне — заднем направлении вследствие удара в грудину показывает высокую корреляцию тяжести повреждений, определенных клиницистами и выраженных в специальной шкале, так называемой шкале AIS (Abbreviated Injury Scale). В качестве допустимого предела указывается ускорение центра масс верхней половины туловища в направлении грудь-спина и спина-грудь, не превышающее 60 g в течение 3 мс (Federal safety standarts 208, Section 6.2, 1977 у). Однако, многие исследователи в качестве допустимого предела деформации предпочитают использовать не величину ускорения, а степень деформации грудной клетки. Экспериментально доказано, что максимально возможное усилие при ударе грудной клетки о преграду определяется стандартами в 11,34 кН, а максимально допустимое усилие, действующее на бедренную кость при ударе, определено, например, стандартом США в 6,35 кН. Всеми этими вопросами занимается в настоящее время новая отрасль науки — биомеханика, находящаяся пока в стадии формирования.

Определение скорости движения транспортного средства в момент столкновения по показаниям спидометра

В некоторых обстоятельствах скорость движения транспортного средства перед происшествием можно установить по показаниям спидометра, зафиксировавшего при ДТП показания.

В практике дорожно-транспортных происшествий встречаются случаи, когда возникает необходимость оценить скорость движения транспортного средства перед ДТП, но следы колёс или другие обстоятельства, позволяющие произвести расчёт скорости движения, отсутствуют. В этих случаях для некоторых моделей автомобилей, спидометры которых оснащены шаговыми электродвигателями, возможно оценить скорость движения транспортного средства по показаниям спидометра, а когда произошла остановка двигателя и прекращена подача электрического сигнала, например, при разрушении аккумуляторной батареи или разрыве жгута электропроводов.

Некоторые современные отечественные автомобили, например, «Lada-ПО», «Самара-2», «Lada Kalina», «Chevy-Niva» и др. оснащаются электронной панелью, которая присоединяется к контролируемым системам только с помощью жгутов электропроводов. Автомобили иностранного производства также часто оснащаются электронными панелями. Трос спидометра — отсутствует. Данные панели приборов включают в себя спидометр, счётчик общего и суточного пробега с жидкокристаллическим индикатором, тахометр, указатель уровня топлива, указатель температуры охлаждающей жидкости, контрольные лампы и лампы освещения шкал.

Работой приборов такой панели управляет специальный электронный модуль, в который поступают сигналы от соответствующих датчиков. Механизмы указателей температуры и уровня топлива имеют магнитоэлектрический тип. Стрелки тахометра и спидометра приводится в действие шаговыми электродвигателями. Соответственно, если на управляющий модуль панели приборов такого типа перестанет поступать электрический ток, то стрелки указателей уровня топлива и указателя температуры охлаждающей жидкости вернутся в начальное (нулевое) положение под действием пружин, так как обмотки электромагнитов их привода будут обесточены.

Стрелки тахометра и спидометра после прекращения подачи управляющего тока на шаговые электродвигатели останутся в том положении, при котором оборвался электросигнал. Стрелки этих приборов могут быть возвращены в нулевое положение только с помощью шаговых электродвигателей. Поэтому при обесточивании систем электропитания автомобиля (например, при разрушении аккумуляторной батареи или разрыве электрожгута), останавливается двигатель автомобиля и на комбинации приборов будет зафиксировано значение скорости в момент обрыва электроцепи. Учитывая, что весь процесс столкновения длится сотые доли секунды, можно считать, что время первичного столкновения и время разрыва электроцепи, совпадают, поэтому можно считать что спидометр показывает скорость транспортного средства в момент основного удара при столкновении.

Практика применения метода определения скорости движения транспортного средства в момент его удара по показаниям его спидометра осуществлена в Пермской ЛСЭ МЮ РФ, экспертом Пелишенко А. Г. в 2006 г.

Определение скорости движения транспортного средства по расстоянию отброса пешехода

В источнике: Евтюков С. А., Васильев Я. В. Дорожно-транспортные происшествия: расследование реконструкция, экспертиза. Изд. «ДНК», СПб, 2008 г., стр. 54-55, приводится механизм контактирования тела пешехода с транспортным средством в момент наезда:

При наезде транспортного средства на пешехода основной удар приходится на среднюю часть тела человека. После завершения деформаций взаимного внедрения, эта часть тела приобретает скорость транспортного средства. В тоже время, верхняя часть тела и нижние конечности, не входящие в непосредственный контакт первичного контактирования, смещаются по движению транспортного средства с запаздыванием. Они резко отклоняются по дуге к автомобилю. В результате верхняя часть тела ударяет по капоту сверху, а ноги, продвигаясь под передней частью автомобиля снизу вверх, контактируют с расположенными там деталями

Первичный удар наносит по голеням пострадавшего выступающая часть переднего бампера. Затем в среднюю часть тела, область бедер и нижнюю часть туловища бьют облицовка радиатора, крылья, фары, верхний край передней части ТС. Далее, как уже говорилось, верхняя часть тела ударяет по капоту сверху. С наибольшей скоростью двигается голова пострадавшего, поэтому на капоте (в его ближней к ветровому стеклу доле), как правило, остается вмятина от удара головой.

В зависимости от скорости автомобиля, конфигурации его передней части и расположения относительно ее центра тяжести пострадавшего, силы инерции тела может оказаться достаточно для того, чтобы «вырвать» нижнюю часть туловища вверх и забросить человека на капот. При высокой скорости автомобиля нижняя часть тела поднимается настолько быстро, что перед падением на капот человека высоко подбрасывает ногами вверх.

Когда нижнюю часть тела втягивает на капот, оно перегибается через край передней части автомобиля и очень сильно к нему прижимается. После удара головой о капот тело пострадавшего бьет по ветровому стеклу. Удар может быть настолько сильным, что разрушает ветровое стекло. В некоторых случаях тело, проскальзывая по нему вверх, наносит удар по переднему краю крыши и затем перебрасывается через нее.

Если водитель не затормозил, тело пешехода некоторое время остается на капоте, а затем под воздействием сотрясений при движении автомобиля падает в сторону. При этом до момента падения тела автомобиль может продвинуться на многие десятки метров. Когда водитель применяет торможение, то тело может упасть с капота вперед на полосу движения автомобиля. Это происходит, если коэффициент сопротивления перемещению тела по капоту (0,3-0,4), меньше коэффициента сцепления шин с дорогой.

Когда удар происходит в районе краев ветрового стекла, тело сбрасывает с капота в момент удара. Угол отклонения поверхности ветрового стекла у краев составляет около 45°, из-за этого возникают поперечные составляющие силы удара, которые отбрасывают тело в сторону.

Из-за значительной разницы масс транспортного средства и пешехода, влияние удара на изменение скорости, как правило, невелико, и его вообще можно не учитывать.

Расстояние, на которое после удара отбрасывается тело пешехода, является функцией скорости, сообщаемой ему транспортным средством и формой кузова. Решения проблемы отбрасывания пешехода , которые встречаются в специальной литературе, базируются на трёх основных методах:

  • • Теоретическое моделирование процесса отбрасывания;
  • • Использование данных экспериментов на манекенах;
  • • Использование обработанных статистических данных действительных происшествий.

В специальной технической литературе предпочтение отдаётся третьему методу.

В этом методе принято, что непосредственно после удара тело пешехода некоторое время провозится транспортным средством, затем отбрасывается. После падения оно перемещается по дороге.

S =S +S A+SA , omop авт возд дор ’

где: Sagm расстояние, на которое тело провозится транспортным средством до начала отброса;

Seo3d расстояние, на которое тело отбрасывается от транспортного средства по воздуху;

Sdop расстояние, на которое тело перемещается по дороге после падения.

Во ВНИИСЭ были предложены следующие зависимости между составляющими расстояния отброса.

При этом:

  • • расстояние перемещения пешехода вместе с транспортным средством, пренебрегается;
  • • расстояние, на которое отбрасывается тело от транспортного средства и летит по воздуху, составляет 60% всего расстояния отброса;
  • • расстояние, на которое тело перемещается по покрытию дороги, составляет 40% всего расстояния отброса.

Тогда, уравнение баланса кинетической энергии, которую приобретает тело пешехода в результате взаимодействия с транспортным средством, расходуется на работу по перемещении, тела по воздуху с коэффициентом сопротивления (р= и на перемещение по покрытию дороги, с коэффициентом сопротивления перемещению тела человека по конкретному покрытию ^скчел’ приобретает следующий вид:

С1

Откуда

Vaem = ^^^отбр+^ск.ч^отбр) '

Результаты наиболее известных в Европе экспериментов, с целью изучения механизма отбрасывания тела пешехода от транспортного средства, в которых использовались манекены, приведены в работе Крамера и Эль-шольца: «Wypadi drogowe - elementy analizy tehniczey і opiniowania. WKL Warszawa» 1985 r.

С помощью математической статистики обработаны результаты исследований по измерению расстояний от места контакта до конечного положения центра масс манекена от скорости удара. Получена эмпирическая зависимость расстояния отброса от скорости удара, которая по форме имеет форму параболы с уравнением:

5=0,062 V 2+0,28 Г-0,348 .

Скорость в м/с.

При скоростях в диапазоне 5-14м/с параболу можно заменить прямо с уравнением:

5=1,5Г-6.

Эти зависимости относятся к столкновениям транспортных средств со взрослыми людьми. Они справедливы только тогда, когда удар наносится по всей ширине тела (исключаются угловые удары, при которых пешеход контактирует с транспортным средством только частью тела.

Также предложена зависимость:

  • 8-^.
  • 144 где: V -скорость в км/час.

Формулы, предложенные Эльшольцем, позволяют установить расстояние отброса с точностью ±20%. Независимо от формы кузова. Формула справедлива при скоростях до 80- 90 км/ч.

Зависимость между расстояниями отбрасывания пешехода и скоростью удара анализировались также в Техническом университете Западного Берлина в 1976 г. Со ссылкой на эти исследования Р. Загорский и В. Кончиковский предложили следующие зависимости:

  • 1. Пешеходы взрослые, транспортное средство имеет кузов трёхобъёмный и «Фастбек»:
  • 5=0,034 V 2+0,54 Г+1,1 .
  • 2. Пешеходы дети, транспортное средство имеет кузов трёхобъёмный и «Фастбек»:
  • 5=0,027 Г 2+0,5 5 Г+1,1 .

То есть дети, как правило, отбрасываются дальше, чем взрослые.

  • 3. Пешеходы взрослые и дети, транспортное средство имеет кузов типа «Фастбек»:
  • 5=0,027 Г 2+0,54 Г+1,0 .
  • 4. Пешеходы взрослые и дети, транспортное средство имеет кузов трёхобъёмного типа:.
  • 5=0,026 Г 2+0,5 7 Г+1,1 .
  • 5. Пешеходы взрослые, транспортное средство имеет кузов трёхобъёмного типа:
  • 5=0,043 Г 2+0,45 Г+1,1 .

Кроме того, Кончиковским В. приводит ещё один вид формул:

  • 1. Пешеходы взрослые, транспортное средство имеет трёхобъёмный тип кузова:
  • 5 = 0,0291Г2 + 0,0652Гх/19,62 + 0,054Г2 + 0,35 .
  • 2. Пешеходы дети, транспортное средство имеет трёхобъёмный тип кузова:
  • 5 = 0,0693Г2 + 0,101Гл/11,77 + 0,129Г2 + 0.34 .
  • 3. Пешеходы взрослые, транспортное средство имеет кузов типа «Фастбек»:
  • 5 = 0,03Г2 + 0,0494Гл/19,62 + 0,2347Г2 + 0,8 .
  • 4. Пешеходы дети, транспортное средство имеет кузов типа «Фастбек»:
  • 5 = 0,03198Г2 + 0,0508Гл/11,77 + 0,2487Г2 + 0,77 .

или

  • 5=0.027Г2+1,0 .
  • 5. Пешеходы взрослые, транспортное средство имеет кузов вагонного типа:
  • 5=0.042 Г 2+0,45 .
  • 6. Пешеходы, дети, транспортное средство имеет кузов вагонного типа:
  • 5=0.0425 Г2+0,35 .

При известном (замеренном) расстоянии отброса пешехода от места наезда, полученные зависимости необходимо решить относительно скоро сти. Результатом является возможная оценочная скорость транспортного средства в момент наезда (удара).

В источнике: Евтюков С. А., Васильев Я. В. Дорожно-транспортные происшествия: расследование реконструкция, экспертиза. Изд. «ДНК», СПб, 2008 г., стр. 81-85 , приведен набор формул, предложенных различными авторами, для расчета расстояния отбрасывания пешехода и условий существования формул (наезд происходит в заторможенном состоянии транспортного средства):

  • 1. Формула для определения величины отбрасывания пешехода по Крамеру, испытание на манекенах.
  • 5=0,068 Г2 0.28 Г-0,348

Минимально требуемое замедление при торможении:

_______Z +0,348_______

7 “0,0392+ 0,136(1+ 0,348)

Наибольшая допустимая величина отбрасывания:

т 0,0865 /-0,348

1-0,136;

Формула для определения скорости движения транспортного средства в момент удара пешехода:

  • 0,28 j ± ^0,0784j2 - 2/(1 - 0,136;))? + 0,343
  • 1-0,136;
  • 2. Формула для определения величины отбрасывания пешехода по Эль-шольцу без различия типа кузова и возраста пешехода.
  • 5=АГ2 ,

где: Л=0,072-0,116 .

Минимальное требуемое замедление при торможении:

Формула для определения скорости движения транспортного средства в момент удара пешехода:

г=|і+Н+ ?

v+'-i

  • 3. Формула для определения величины отбрасывания пешехода по Штурцу — Аппелю — Готцену (для кузова типа «Фастбек»):
  • 5=0,027Г2+0,55Г+1,0 .

Минимальное требуемое замедление при торможении: _____Z-1_____ 7 "0,1512+ 0,054(1-1)

Наибольшая допустимая величина отбрасывания: 0,0972J + l " 1-0,0547-

Формула для определения скорости движения в момент удара пешехода:

  • 0,55j±^0,3025j2 -2j(l-0,054j)(Z-1) 1-0,054; ’
  • 4. Формула для определения величины отбрасывания пешехода (для трёхобъёмных кузовов транспортных средств и взрослых пешеходов):
  • 5=0,043 V 2+0,45 Г+1,1 .

Минимальное требуемое замедление при торможении: ф>_______?-1,1_______

7“ 0,10125 + 0,086(7-1,1)

Наибольшая допустимая величина отбрасывания: 0,006657 + 1,1 1-0,0867-

Формула для определения скорости движения транспортного средства в момент удара:

г/ _ 0,45j ± ^0,2025/ - 2/(1 -0,086,)(? -1,1) " 1-0,0867

  • 5. Формула для определения величины отбрасывания пешехода для транспортных средств вагонного типа и взрослых пешеходов:
  • 5=0.042 Г2+0.45 V.

Минимальное требуемое замедление при торможении:

L

J~ 0,10125 + 0,0847

Наибольшая допустимая величина отбрасывания:

L< 0,101257 "1-0,0847-

Формула для определения скорости движения транспортного средства в момент удара:

0,45у ±^0,2025j2 -2/7(1 - 0,087) 1-0,0847

  • 6. Формула для определения величины отбрасывания пешехода (для вагонного кузова транспортных средств и детей):
  • 5=0,0425 К 2+0,35 Г.

Минимальное требуемое замедление при торможении:

L

7 "0,06125 + 0,0851

Наибольшая допустимая величина отбрасывания:

L< 0,06125j

" 1-0,085j

Формула для определения скорости движения транспортного средства в момент удара:

  • 0,35j ± ^0,1225j2 -2jZ (1-0,085у)
  • 1 - 0,085j

В этих формулах принято, что всё расстояние отбрасывания пешеходов 5 является суммой расстояния тормозного пути транспортного средства после удара и расстояния удаления пешехода от транспортного средства после происшествия. То есть, формулы получены для случая, когда наезд на пешехода происходит в режиме торможения.

В то же время, искомая скорость может быть получена и прямым решением уравнения, определяющего расстояние отброса в функции скорости транспортного средства. В этом случае, эксперт не связан с условиями наезда на пешехода и полученная скорость будет характеризовать скорость в момент наезда.

Уравнение после преобразования имеет вид квадратного уравнения: 5=0,0425 Г2+0,35 V,

Г2+8,235И-5=0,

rz 8,235 , If 8,235? F”

V = ~---±4 --- +------ ’

2 Vk 2 ) 0,0425

При расследовании уголовных дел, связанных с наездом транспортного средства на пешехода, установление скорости транспортного средства в момент наезда имеет решающее значение для технической оценки соответствия действий водителя требованиям Правил дорожного движения.

Традиционные судебно-экспертные методики, применяемые судебными экспертами, сводятся к расчёту скорости транспортного средства по расстоянию длины следов торможения, или с помощью закона сохранения количества движения. Также, для установления оценочных значений скоростей в момент столкновения применяют методики, основанные на корреляции тяжести телесных повреждений и скорости движения транспортного средства или на корреляции мест деформации определённых частей транспортного средства и скорости движения во время наезда.

Методика установления скорости движения транспортного средства в момент наезда на пешехода на основе корреляции тяжести телесных повреждений и скорости наезда, не учитывает позу пешехода, его рост, телосложение. Учёт этих показателей даёт возможность исследования наезда на пешехода путём математического моделирования путём выбора модели, заменяющей пешехода. Выделяются две группы моделей контактирующих объектов:

• механические модели, при которой тело пешехода представляется как единый или многозвенный объект, состоящий из набора звеньев: голова, тело, руки, ноги, и их части, закреплённых между собой шарнирно, с учётом реальных размеров этих звеньев и их массы. Полагается, что сила удара со стороны транспортного средства всегда много больше, чем сопротивление в шарнирах, поэтому этим сопротивлением пренебрегают. Модели строятся на основе дифференциальных уравнений движения твёрдых тел и закона сохранения количества движения. Проверка многозвенных механических моделей производится с использованием специальных манекенов, габариты, распределение массы и механические свойства которых соответствуют человеческому телу. Критерием совпадения расчёта с фактическими обстоятельствами наезда является такое расчётное движение тела манекена в результате удара, при котором расчётные места удара частей тела манекена о транспортное средство совпадают с фактическими местами удара.

С учётом результата исследования трасологом позы пешехода в момент наезда, механизм образования телесных повреждений тела пешехода и механических повреждений автомобиля, механические модели позволяют достаточно точно смоделировать процесс наезда и установить скорость автомобиля, в том числе, с учётом дальности отброса тела пешехода от места наезда.

Вместе с тем, результаты анализа реальных наездов на пешеходов показывают, что применение механических моделей пешехода позволяют сделать лишь вероятностный вывод о механизме наезда и как, следствие, о параметрах движения автомобиля и расстоянии отброса пешехода.

Это обусловлено введением в механической модели удара твёрдых тел какой то определённой гипотезы для описания собственно удара, как процесса взаимодействия тела пешехода и автомобиля. Или возможно получение категорических выводов, но уже о диапазоне параметров движения транспортного средства и расстояния отброса пешехода.

• деформируемые модели, используемые в мировой практике для исследования ДТП, более наукоёмкие, чем механические, используют, в основном, энергетический подход. Строятся, как правило, на основе метода конечных элементов и содержат конечно - элементную модель автомобиля и (или) пешехода, или их контактирующих частей. Расчёты методом конечных элементов позволяют установить величины силы взаимодействия тела пешехода и части конструкции транспортного средства и энергии, затраченной на их деформацию.

Уже из традиционных методик транспортно - трасологических экспертиз известно, что при динамическом ударе сила инерции, действующая на тело человека при контакте с частями транспортного средства, пропорциональна массе тела, приходящейся на ограничивающую её перемещение часть транспортного средства. В процессе взаимной деформации ударяемой части тела пешехода и ударяющей части конструкции транспортного средства, эта сила производит работу на пути, равном величине суммарной деформации. В силу упругости тканей тела человека, величину деформации тела пешехода после контакта установить уже невозможно. Но ударяющие части транспортного средства, хорошо сохраняют свою деформацию в результате удара о тело пешехода. Установив прочностным расчётом величину энергии, затраченной на деформацию части транспортного средства, можно установить и величину скорости автомобиля в момент удара. Эта скорость будет меньше фактической на величину затрат энергии на деформацию тела.

На примере удара жёстким телом в конечность человека, в начальный момент удара только локальная область вблизи места приложения силы «знает» о том, что происходит удар. Но отношение диаметра конечности человека к её длине больше, чем у упругих нитей и на волновой процесс накладывается динамический эффект локального сжатия тканей в месте удара в начальный период, когда вся конечность ещё не приобрела скорость ударяющего транспортного средства.

При производстве инженерно-технической прочностной экспертизы в соответствии с техническими нормативными документами, с учётом конкретных, установленных при осмотре транспортного средства размеров деформаций, строится конечно - элементный аналог деформированной части транспортного средства. Далее решается задача упругопластической деформации аналога, путём совмещения деформации аналога с фактическими деформациями. Рассчитывается величина затрат кинетической энергии на деформацию аналога. Из величины затрат кинетической энергии определяют скорость транспортного средства в момент образования деформации или диапазон таких скоростей.

Данная методика предложена ведущим научным сотрудником института механики Уфимского научного центра РАН, к. т. н. Никоновым В. Н.

Определение потерь скорости движения транспортного средства методом энергии эквивалентной деформации

Настоящая методика основана на алгоритме Crash-3, Crash-7.2. Crash-8.3, и других, например, Big Sums Pro, AR pro 7 и др., и предназначена для определения доли затрат кинетической энергии на развитие деформаций, и эквивалентную данным затратам скорость при технической реконструкции удара.

В указанных программах используется расчёт, аналогичный сложной зависимости для определения затраченной на развитие деформации энергии:

= (1 + tan 8г х (С, + С2 ) + f С, + С2 + Сг2 + ,

[ > ° 4gL„ ' 27 6gLd ( 1 4gL„ J

где: <5 — угол столкновения транспортных средств, град;

Ld ширина зоны локализации, мм;

тА масса транспортного средства, кг;

g — ускорение свободного падения;

kQ коэффициент жёсткости (квадратичная постоянная), определяется по краш-тестам;

к} коэффициент жёсткости, определяется по краш-тестам;

Ci и С,— величина деформации в характерной точке, мм, определяется линейной съёмкой объёмных деформаций транспортных средств.

а. Схема замеров деформированных боковых частей кузова автомобиля

Рис 2.47, а. Схема замеров деформированных боковых частей кузова автомобиля

І-Злев

Рис 2.47, б. Схема замеров деформированных фронтальных частей кузова автомобиля

Формула и способ замеров деформаций даны по источнику: Евтюков С. А., Васильев Я. В. Дорожно-транспортные происшествия: расследование реконструкция, экспертиза. Изд. «ДНК», СПб, 2008 г., стр. 165-167.

В программах, например, PC — Crash 8.3, при моделировании столкновения транспортных средств, исходя из характера и объёма их механических повреждений, ведётся расчёт значений EES — (энергия эквивалентных деформаций), для обоих моделей столкнувшихся транспортных средств. Указанные расчётные значения EES являются контрольными и их нужно сопоставлять со значениями EES, которые эксперт установит с учётом характера и величины деформаций столкнувшихся транспортных средств. В настоящее время для установления значений EES наибольшее распространение получил метод сравнительного анализа, который основан на визуальном сравнении характера и величины деформации транспортного средства с информацией, содержащейся в специальных информационных базах данных или в общедоступных источниках. Одной из наиболее распространённых баз данных для оценки значений EES является каталог др. Мелегха (EES Katalog Dr. Melegh). Данный каталог содержит обширную базу данных, как повреждённых легковых автомобилей, так и повреждённых транспортных средств других типов (грузовых автомобилей, автобусов, мотоциклов и т. д.).

Этот метод позволяет не производить сложные действия по замеру деформации исследуемых транспортных средств, а визуально сопоставить деформации исследуемых транспортных средств, с подобранными в каталоге образцами аналогичных транспортных средств и получить значение EES по аналогу.

Следует заметить, что достоверность результатов сравнения меньше достоверности расчётного метода и этот метод может быть использован только для оценочных выводов.

Как показал анализ различных методов определения скоростей транспортных средств, каждый из них возможен к применению в специфических условиях наличия тех или иных исходных данных, необходимых для проведения исследований. Уверенность эксперта в достоверности того или иного метода возрастает, если эксперт может произвести исследование несколькими методами. Если результаты нескольких методов лежат близко друг к другу, эксперт может сформулировать утвердительный вывод о диапазоне скоростей движения транспортного средства.

Определение параметров движения транспортных средств по видеозаписи

В настоящее время всё больше транспортных средств оборудуется видеорегистратором, которые записывают все происходящие впереди процессы движения транспортных средств. Кроме видеорегистраторов, уже много улиц, площадей и пространств перед организациями просматриваются стационарными видеокамерами. Всё это даёт возможность наблюдать процессы движения транспортных средств и с помощью видеоизображения производить исследование действий водителей.

Нормы об использовании судом видеозаписей в качестве доказательства существуют в законодательстве уже давно (ч. 1, ст. 55 ГПК РФ; ч. 2, ст. 89 АПК РФ; ст. 26.7 КоАП РФ; ч. 2, ст. 84 УПК РФ). Эти доказательства, как и любые другие, должны быть относимыми, то есть, имеющими значение для рассмотрения и решения рассматриваемого дела, и допустимыми, то есть, полученными с учётом требований законодательства.

Видеорегистратор можно увидеть на многих транспортных средствах. Он может быть встроенным или внешним. Фиксировать исключительно дорожную обстановку или также происходящее в салоне транспортного средства. Обладать различными характеристиками видеозаписи и памяти.

Все видеорегистраторы обладают, так называемым широкоугольным объективом, позволяющим обозревать пространство перед транспортным средством в диапазоне углов до 140°.

Стационарные видеокамеры, могут оснащаться как объективами с углами обзора до 90°, так и до 140°. В последнем случае изображение получается выпуклым и носит название «рыбий глаз». Естественно, что наиболее объективно можно судить только по участкам изображения, близким к цен тру объектива, когда искажение пространства минимально. На периферии изображения, искажение пространства становится максимальным, что затрудняет пространственный анализ.

Наиболее объективно можно судить только по записи, демонстрирующей движение объектов в направлении, перпендикулярном направлению видеозаписи. При направлении движения транспортных средств или пешеходов под значительным углом или вдоль оси объектива, искажение пространства не даёт объективной картины произошедшего и не позволяет произвести замеры непосредственно с экрана.

Наибольший интерес представляет собой возможность установления скорости движения объектов по видеозаписи. Установление скорости движения объектов ДТП по видеозаписи является прерогативой автотехниче-ской экспертизы.

Измерение координат объектов с использованием методов оптики известно уже давно. Простота и точность современных автоматизированных систем измерения трёхмерных координат, с выводом цифрового изображения является мощным инструментом эксперта-автотехника. Также такая экспертиза может называться видеотехнической экспертизой обстоятельств ДТП. Одним из направлений которой является установление причинно-следственных отношений, механизмов взаимодействия объектов (людей, транспортных средств и т. п.), взаимосвязи эпизодов события, а также реконструкция внешней обстановки и условий, при которых проводилась видеосъемка. В частности:

  • • определение скорости движение и других параметров транспортных средств (далее - ТС), в том числе, при отсутствии данных о следах колес;
  • • определение тормозного и остановочного пути и времени;
  • • определение удаления ТС, пешеходов и иных объектов от места ДТП в заданные моменты времени (например, в момент включения указателя поворота, переключения сигналов светофора и т. п.);
  • • определение взаимного расположения ТС, а также других объектов в различные моменты развития ДТП;
  • • определение времени преодоления ТС определенных участков пути.
  • • установление факта замедления или ускорения ТС на определенных участках пути;
  • • установление траектории движения ТС;
  • • установление фактических данных об организации дорожного движения, в том числе, определение режима работы и фактического состояния внешних световых приборов ТС и светофорных объектов в заданные моменты времени, а также других данных, способствующих совершению ДТП;

• определение размеров и расположения следов ДТП на месте происшествия.

В настоящее время существуют расчётные методики, позволяющие произвести расчёты параметров движения объектов на видеозаписи.

Так, например, можно рассчитать время движения объекта по количеству кадров и частоте кадров в единицу времени:

Т Л-

* об ~ ’

Л

где: N— количество кадров на записи;

ц — частота кадров в единицу времени;

К сожалению, очень часто эксперты частоту кадров замеряют самостоятельно по секундомеру, чем вносят большую ошибку в расчётные величины. В тоже время, частота кадров записи является служебной информацией и присутствует при каждой видеозаписи. Пример служебной информации приведён на конкретном происшествии:

О C:Documents and SettingsWdmin1Pa6o4nfi столівидео ДТП 06.11.2015 адаптированноедтп 06.11.2015.arv

О Общее

Полное имя: C:Documents and ЗеПіпдзІАбтіпїРабочий столівидео ДТП 06.11.2015 адаптированноеідтп 06 11.2015.arv

Формат: MPEG-4

Профиль формата: Base Media

Идентификатор кодека: isom (mp4l/avcl)

Размер файла: 31,6 Мбайт

Продолжительность: 8 м. 20 с.

Общий поток: 529 Кбит/сек

Дата кодирования: UTC 2016-04-11 14:02:40

L Дата пометки: 1ЛС 2016-04-11 14:02:40

Программа кодирования: vic 2.2.2 stream output

а Видео

Идентификатор: 1

Формат AVC

Формат/Информация: Advanced Video Codec

Профиль формата: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

Параметр САВАС формата: Да

Параметр ReFrames формата: 4 кадра

Идентификатор кодека: avc 1

j Идентификатор кодека/Информация: Advanced Video Coding

і- Продолжительность: 8 м. 20 с.

L -Продолжительность оригинала: 8 м. 20 с.

Битрейт: 529 Кбит/сек

Ширина: 720 пикселей

L Высота: 576 пикселей

!? Соотношение сторон: 4:3

L ? Режим частоты кадров: Постоянный

Частота кадров: 4,000 кадра/сек

Цветовое пространство: YUV

Субдискретизация насыщенности: 4:2:0

Битовая глубина: 8 бит

І- Тип развёртки: Прогрессивная

Бит/(Пиксели*Кадры): 0.319

: Размер потока: 31,6 Мбайт (100%)

Размер потока оригинала: 31,6 Мбайт (100%)

і Язык: English

І- Дата кодирования: UTC 2016-04-11 14:02:40

Дата пометки: UTC 2016-04-11 14:02:40

Теперь о количестве кадров. Когда создавалась методика расчёта параметров движения объектов исследования видеокамеры воспроизводили покадровую съёмку как на киноплёнку.

В цифровых видеокамерах запись ведётся иным образом. Камера может быть настроена так, что количество записываемых ежесекундно кадров в память мало.

Из-за использования программ-детекторов движения запись очередного кадра в память может и не производиться, если в кадре по сравнению с предыдущим кадром некоторый заданный процент площади кадра не изменён на заданную величину яркости. Каждый кадр перед записью в память оцифровывается, а скорость оцифровки изображения в свою очередь, зависит от количества объектов в кадре, имеющими различную яркость. Поэтому промежутки времени между каждой парой кадров на одной записи могут быть различными. В связи с этим запись ведётся не по кадрам, а по так называемым фреймам, то есть по промежуткам времени, зависящим от перечисленных обстоятельств.

Служебная информация видеозаписи:

Общее

Полное имя:

О:СухоруковОбзор дорога [2016-08-11(06-42-20) 2016-08-11(06-53-20)].avi.

Формат:

AVI.

Формат/Информация:

Audio Video Interleave.

Размер файла:

43,6 Мбайт.

Продолжительность:

1 м. 52 с.

Общий поток:

3266 Кбит/сек.

Программа кодирования :

Lavf55.19.104.

Видео

Идентификатор:

0.

AVC.

Advanced Video Codec.

High@L4.

Да.

3 кадра.

M=1,N=12.

H264.

  • 1 м. 52 с.
  • 3260 Кбит/сек.
  • 1920 пикселей.
  • 1080 пикселей
  • 16:9.

Формат:

Формат/Информация:

Профиль формата:

Параметр САВАС формата:

Параметр ReFrames формата:

Параметр GOP формата:

Идентификатор кодека:

Продолжительность:

Битрейт:

Ширина:

Высота:

Соотношение сторон:

Режим частоты кадров: Переменный.

Частота кадров: 25,000 кадров/сек.

Цветовое пространство: YUV.

Субдискретизация насыщенности : 4:2:0.

Битовая глубина:

8 бит.

Тип развёртки :

Прогрессивная.

Бит/(Пиксели*Кадры):

0.063.

Размер потока:

43,5 Мбайт (100%).

Библиотека кодирования:

х264 core 140 г2377 1са7ЬЬ9.

Настройки программы:

cabac=l / ref=3 / deblocks 1:0:0 I analyse=0x3:0xl 13 / me=hex / subme=7 I psy=l / psy_rd=1.00:0.00 / mixed_ref=l / me_range=16 / chroma_me=l / trellis=l I 8x8dct=l / cqm=0 / deadzone=21,ll / fast_pskip=l / chroma_ qp_offset=-2 / threads=6 / lookahead_threads=l / sliced_threads=O / nr=0 / decimate=l / interlaced=O / bluray_compat=0 I constrained_intra=0 / bframes=0 / weightp=2 / keyint=12 / keyint_min=l / scenecut=40 / intra_ refresh=0 / rc_lookahead=12 / rc=crf / mbtree=l I crf=23.0 / qcomp=0.60 / qpmin=0 / qpmax=69 / qpstep=4 / ip_ratio=l .40 / aq=l: 1.00.

Аудио

Идентификатор:

Формат:

Параметр Endianness формата:

Параметр Sign формата:

Идентификатор кодека:

Продолжительность:

Вид битрейта:

Битрейт:

Каналы:

Частота:

Битовая глубина:

Размер потока:

Выравнивание:

1.

РСМ.

Little.

Signed.

  • 1.
  • 1 м. 52 с.

Постоянный.

  • 352,8 Кбит/сек.
  • 1 канал.
  • 22,05 КГц.
  • 16 бит.
  • 4,71 Мбайт (11%).

Соединение по промежуткам.

Так как количество кадров, указываемое в формуле и количество действительных фреймов может не совпадать, то и расчёты, произведённые по данным формулам будут давать значительную погрешность, иногда превышающую расчётную искомую величину. В служебной информации раскрывается настройка камеры и приводятся необходимые данные. Так согласно конкретной первой приведённой служебной информации частота кадров в секунду составляет 4 к/с. Однако параметр Reframes формата составляет в первом случае 4 кадра, во второй служебной информации ча стота кадров 25 кадров в сек. А параметр Reframes формата — Зкадра. Из этого следует, что каждая камера имеет свои промежутки между кадрами и при видеозаписи одного и того же процесса количество фреймов у каждой камеры может быть своим.

То же самое можно сказать и по формуле записи скорости движения объекта.

Для возможности расчёта скорости по видеозаписи перемещение объекта должно быть перпендикулярно оси объектива или близко к нему, и ни в коем случае не вдоль оси объектива:

5x3,6 ту об N

где: 5 — заранее известное расстояние перемещения объекта, м;

г] — частота кадров в секунду;

N— количество кадров.

Отношение:

V

*1

Представляет собой время движения объекта на измеренном участке.

Так как количество кадров может не совпадать с количеством фреймов, расчёты по данной формуле могут привести к значительным погрешностям.

В связи с этим, для расчёта скорости перемещения объекта видеозапись события рассматривают с помощью специального просмотрщика, имеющего встроенный счётчик времени с разрешающей способностью от 0,01 до 0,001с. Например видеоредактор Sony Vegas Pro 10. Или Virtual Dub — версия 1.10.4. и другие.

Кроме того, просмотрщик позволяет просматривать видео запись по фреймам (шагам записи) и, таким образом, более точно устанавливать моменты начала и конца пересечения границ мерных участков. Мерными участками также могут быть линии разметки, выполненные в соответствии с ГОСТ, известные эксперту параметры: расстояние между столбами, ширина проезжей части, расстояния установки знаков и т. д. Так, например, при медленном движении за известный параметр расстояния можно применять длину транспортного средства и замерять время прохождение транспортным средством своей длины. При больших скоростях движения объекта, количество фреймов может быть или не достаточным для измерения или настолько мало, что точность отсчёта границ пересечения мерных участков будет соизмерима с измеряемым расстоянием. Погрешность расчёта скорости может превысить значение рассчитываемого параметра.

Интерес вызывает возможность измерения скорости объекта по видео записи без применения просмотрщика. Существуют видеорегистраторы с уже встроенной программой измерения расстояний. Измерение скорости движения объекта всегда происходит по одной схеме — расстояние делится на время прохождения участка.

Время прохождения объектом участка дороги измеряется непосредственно по счётчику времени просмотрщика с установленной счётчиком точностью. Моменты въезда на участок и выезда с участка выбираются визуально по наиболее подходящему моменту при шаговом просмотре видеозаписи.

Расстояние, если в регистраторе или камеры нет встроенной программы, измеряется с помощью вспомогательных действий. Здесь приведён один из простейших способов измерения расстояния и скорости.

Суть этих действий заключается в том, что видимое поле экрана, на котором произведена запись исследуемого события, калибруется обычной линейкой и затем сопоставляется координата объекта на изображении с отметкой на линейке. То есть, измерение ведётся по одной линии или оси. Здесь не нужно хранить отметку на линейке для каждого пикселя, алгоритму для калибровки достаточно знать размер линейки в пикселях и в метрах, а также координату пикселя, который является фактической серединой линейки. Данная методика работает только на плоских поверхностях.

Если необходимо измерить какое то расстояние до автомобиля и его среднюю скорость на этом прямом участке дороги, достаточно взять длинную рулетку и растянуть её вдоль дороги по середине дорожного полотна. Затем настроить камеру так, чтобы вся длина рулетки как раз входила в поле зрения объектива камеры и была выровнена с осью «X» изображения. Выделить чем то ярким середину рулетки и закрепить камеру так, чтобы она не могла перемещаться и записать координаты середины рулетки.

Все расчёты сведены к одной формуле:

о г К

s=Lxw---- ’

--1 + Х

где: S — искомое расстояние до объекта, м;

L — длина рулетки, м;

W — длина рулетки в пикселях, обычно совпадает с шириной изображения ;

х — координата объекта на изображении;

W-M

К- =——— — коэффициент, отражающий наклон камеры;

М— координата середины линейки.

v Л

ср t

График зависимости расстояния от координаты изображения

Рис. 2.48. График зависимости расстояния от координаты изображения.

W Если ось камеры направлена перпендикулярно плоскости линейки, то М = —

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >