Применение компьютерного моделирования при реконструкции ДТП

К.В. Подина, Е.М. Микулич, В.М. Волчков, Н.М. Зотов, Д.Ю. Комаров
Волгоградский государственный технический университет,
г. Волгоград

Динамика автомобильного парка России характеризуется высокими темпами роста, а с ней в определенной степени возрастает и вероятность попадания участников дорожного движения в ДТП. В настоящее время для решения актуальной проблемы воссоздания картины ДТП создан ряд компьютерных пакетов. Данная работа посвящена краткому обзору и демонстрации использования демо-версии программы PC-Crash – одного из таких пакетов, с помощью которого работают частные фирмы, проводящие независимые автотехнические экспертизы ДТП. [1, 2]

Пакет PC-Crash предназначен для динамического моделирования движения транспортных средств (ТС) и реконструкции дорожно-транспортных ситуаций. [3] Он позволяет воссоздавать движение не только одиночного ТС, но и автопоездов. Моделирование возможно в различных дорожных условиях: при наличии участков с разными коэффициентами сцепления дорожного покрытия и уклонами поверхности, а также с учетом сопротивления воздуха (ветровой нагрузки). Важным достоинством программы является возможность определения скоростей движения ТС перед столкновением (на основании моделирования механизма столкновения) по известным исходным данным: месту столкновения, взаимному положению ТС в момент столкновения, конечным положениям после столкновения и т.п.При моделировании движения ТС учитываются, в частности, следующие их параметры: техническое состояние, загрузка, особенности конструкции, модель шин каждого колеса, параметры работы подвески, распределение нагрузки в ТС, время срабатывания тормозной системы, а также характеристики работы двигателя и параметры трансмиссии (ее передаточные числа).

В PC-Crash разработан инструмент «оптимизатор столкновения» для минимизации времени реконструкции и возможных ошибок. Он автоматически изменяет выбранное число параметров столкновения, сравнивая полученные результаты моделирования для каждой комбинации параметров с фактическим ДТП. Для каждого моделирования оптимизатор столкновения вычисляет полную ошибку, основанную на отклонениях между фактическими положениями и углами транспортных средств и теоретическими, полученными в процессе моделирования. В каждой последующей симуляции оптимизатор изменяет величины с целью минимизации полной ошибки. За несколько минут могут быть сравнены сотни различных комбинаций. [4]

Описываемый пакет PC-Crash был использован авторами (двое из которых являются студентами 4 курса факультета автомобильного транспорта) для проведения экспертизы при анализе реального случая ДТП, произошедшего в 2008 году в городе Волгограде между автомобилями Opel Vectra и ВАЗ-2107. По следам торможения и конечным положениям автомобилей были определены начальные скорости и характер движения транспортных средств. Результаты этого анализа в совокупности с дополнительными косвенными данными позволили с большой вероятностью восстановить реальный механизм развития ДТП. Полученные результаты совпали с результатами, полученными независимой судебной автотехнической экспертизой. Фрагмент этого анализа показан на рисунке 1.

Рис. 1. Реконструкция реального ДТП между автомобилями Opel Vectra и ВАЗ-2107

Задачи по исследованию движения транспортных средств без столкновения в данной программе сводятся к простейшему для оператора алгоритму решения. К примеру, рассмотрим задачу определения траектории движения центра вращения автомобиля при его торможении на поверхности дорожного покрытия с разными коэффициентами сцепления (некоторые колеса автомобиля попадают на обледеневший участок дороги). Решение получим в виде стандартной диаграммы PC-Сrash, показывающей, например, угол отклонения центра тяжести от первоначального положения в три этапа: выбор модели автомобиля из базы данных, задание различных коэффициентов сцепления с поверхностью движения относительно продольной оси автомобиля, запуск симуляции в программе. На рисунке 2 можно видеть постепенный занос автомобиля при таком торможении.

Рис. 2. Покадровая диаграмма заноса автомобиля

На основе этой задачи были проанализированы различные ситуации с объездом автомобиля и торможением при попытке избежать столкновения со встречным автомобилем. Одна из рассмотренных ситуаций проиллюстрирована на рисунке 3.

Рис. 3. Объезд автомобиля и торможение при попытке

избежать столкновения со встречным автомобилем на обледеневшем участке дороги

Подобные модели механизма развития ДТП могут быть использованы в качестве наглядного материала в учебном процессе студентов.

Расширение применения специализированных пакетов при проведении как экспертиз причин возникновения ДТП, так и анализа дорожных условий, способствующих их возникновению, существенно сокращает сроки их проведения при одновременном повышении качества экспертиз.

Список литературы

1. http://avtotrasolog.ru/component/option,com_frontpage/Itemid,1/

2. http://www.autorie.ru/aticles/1024/

3. http://www.pc-crash.com/

4. Cliff, W.E. Реконструкциядвадцатиустановленныхстолкновенийспомощьюоптимизатора PC-Crash/ W.E. Cliff // MacInnis Engineering Associates (MEA) Richmond, BC, Canada.- 2000 

Назад к списку