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由于缺乏保护,道路使用者中的弱势群体(VRU)在交通事故中往往面临着较高的伤亡风险。2018年世界卫生组织统计结果表明,每年由交通事故造成的人员死亡人数以攀升到135万人,其中VRU占比达到了 54%;中国道路交通事故统计年报显示2017年我国由交通事故造成的人员死亡人数为63772人,其中VRU占比达66.72%,且由颅脑损伤造成的死亡人数占比达到了77.18%。由于缺乏视频信息,传统的事故重建多关注于头部一次碰撞,很少考虑地面的影响。因此,在我国开展基于视频信息的VRU深度事故重建和头部损伤综合防护研究具有重要意义。本文首先基于弱势道路群体交通事故数据库VRU-TRAVi(the VRU Traffic Accident database with Video)筛选出具有清晰完整的视频信息以及详细损伤信息的VRU交通事故案例共10起,采用高精度事故重建方法完成VRU的运动学及损伤重建。重建结果表明:VRU的初始碰撞位置、在空中运动学响应、旋转角度、落地姿态以及着地部位等均与视频信息一致,人、车最终位置的误差范围在8%以内;且损伤重建中VRU头部的损伤部位及损伤严重度均与损伤信息一致。通过对10起案例高精度重建,筛选出了颅脑损伤较优的评价指标分别是:HIC15、最大角加速度、颅脑最大主应变(MPS)以及累积损伤应变(CSDM0.15)。其次以汽车前部结构参数、车速、VRU尺寸及步态为自变量,分别基于多体软件MADYMO和有限元软件HYPERWORKS完成300个多体仿真和600个有限元仿真,并通过回归分析建立了 VRU头部损伤与汽车前部结构参数间的多元回归模型,然后分别采用仿真样本集和真实事故案例对多元回归模型的有效性进行了验证。基于仿真分析的验证结果表明:对于VRU与车辆碰撞(一次碰撞),无论是基于HIC15、角加速度、MPS还是CSDM0.15的多元回归模型与汽车前部结构参数间均具有一定相关性,且该多元回归模型能预测至少83%的事故案例(误差等级小于或等于±1级);对于VRU与地面碰撞(二次碰撞)而言,该多元回归模型的因变量与自变量之间显著性关系一般,且仅对50%的事故案例具有预测能力;基于真实事故案例的验证结果表明:对于一次碰撞,多元回归模型的预测效能这86.67%,二次碰撞的预测效能为66.67%。最后对多元回归方程中车辆前部结构参数进行敏感性分析,结果表明:对于一次碰撞,对VRU头部损伤影响最显著的车辆前部结构参数为BL,BCH是对头部损伤影响最不显著的车辆前部结构参数;对于二次碰撞,BLEH对头部损伤的影响最显著,BL和BCH是对头部损伤影响最小的两个参数。