Particularitatile reconstituirii accidentelor rutiere vehicul-pieton

In cazul analizarii dinamicii producerii accidentului rutier vehicul-pieton in vederea stabilirii responsabilitatilor in declansarea acestui eveniment, trebuie clarificate urmatoarele aspecte relevante :

Cat de mare a fost viteza autovehiculului in momentele imediat anterioare fazei initiale a accidentului ?

Cat de mare a fost viteza autovehiculului in momentul impactului?

Unde s-a situat punctul de reactie al conducatorului auto fata de pozitia pietonului in momentul crearii starii de pericol?

Unde s-a aflat locul impactului intre vehicul-piton?

Stabilirea timpului de deplasare al pietonului de catre conducatorul auto?

Directia si sensul de deplasare al pietonului in timpul traversarii strazii?

Cum ar fi fost desfasurarea coliziunii in limitele vitezei legale, respectiv a vitezei de inlaturare a pericolului, in general sa nu se produca accidentul?

A fost accidentul evitabil in functie de spatiul si timpul disponibil in acest scop ( la viteza efectiva si la timpul de reactie existent, la viteza limita legala, respectiv la viteza de adaptare necesara conditiilor de mediu, vizibilitate etc. )?

La tratarea acestor aspecte foarte diferentiate, se va promova modul principal de abordare al metodelor de lucru la analizarea si reprezentarea accidentelor rutiere cu pietoni. Sub metoda principala, care pune intrebari si la alte aspecte ale evenimentului, se intelege cea bazata pe legile fizicii ( cinematica si dinamica autovehiculului, legea conservarii materiei si a energiei etc. ), pe rezultatele cercetarilor teoretice, experimentale si pe incercari speciale, ca si pe metodele de simulare ale fenomenelor. Incercarile speciale indica faptul ca cercetarile in cazuri izolate suplimentare necesare, cum sunt de exemplu incercarile in conditiile corespunzatoare de coliziune, respectiv cu acelasi tip de autovehicul, certitudinea asupra evolutiei similare a accidentului, se mentine. Cu cresterea capacitatii de lucru a calculatoarelor, totdeauna a intrat in primul plan al intereselor expertilor, simularea desfasurarii evenimentelor rutiere. La cunoasterea metodelor de simulare corespunzatoare, utilizate conform legilor aplicate, acestea reprezinta un mijloc eficient de reconstituire a accidentelor. Ca metoda de lucru eficient pentru accidente rutiere cu pietoni, este diagrama spatiu-timp.

La cercetarea accidentelor rutiere la fata locului, foarte des se ridica obiectii la modul de prelevare si volumul probelor materiale. O cercetare buna a accidentului se efectueaza, din pacate aceasta este o regula de exceptie, cu participarea directa a expertilor tehnici si astfel actiunea va fi dirijata de un cerc de specialisti competenti ( experti in accidente rutiere, oficialitati din cercetarea accidentelor, politia rutiera si criminalistica etc.).

Sub raportul optimal, adica sa fie reunita o documentatie foarte detaliata a locului accidentului cu toate particularitatile lui, trebuie sa puna la dispozitie urmatoarele aspecte si fapte in legatura cu evenimentul rutier :

Pozitia finala a autovehiculului;

Pozitia finala a pietonului;

Pozitia unor obiecte detasate in timpul coliziunii de la pieton ( de exemplu : pantofi, geanta, bijuterii );

Pozitia unor componente desprinse de pe autovehicul ( de exemplu : cioburi de sticla, bara de protectie, rama si ornament far, masca fata etc.);

Urme de franare sau de derapare;

Marimea posibila a deceleratiei in functie de starea tehnica a autovehiculului, directiei de franare, configuratia si starea drumului;

Locul impactului ( de exemplu : urme de frecare al pantofilor victimei pe carosabil, probe testimoniale );

Avarii produse la autovehicul;

Urme de destratificare de pe componentele caroseriei ( de exemplu : prin procesul de alunecare a pietonului );

Conditii de vizibilitate ( particularitati locale, de exemplu : noaptea existenta iluminatului public );

Norme legale de circulatie ( numai prin protectie sau instalatii suplimentare de semnalizare luminoase de circulatie );

Felul si gravitatea leziunilor produse ( mai cu seama la pieton );

Deteriorarea sau murdarirea imbracamintii pietonului ;

Declaratiile participantilor si ale martorilor ( prudenta la declaratiile subiective si posibil partinitoare ).

1 – Metode pentru stabilirea locului coliziunii in accidentul rutier autovehicul-pieton

In legatura cu intrebarea daca era posibil de evitat accidentul rutier cu pietonul este neaparat necesara cunoasterea locului impactului. Acesta este posibil de identificat cu ajutorul urmelor de frecare a talpii pantofilor pe suprafata drumului.

1.1 Metoda lui SLIBAR cu triunghiul de dispersie

In practica accidentelor rutiere, cunoasterea unor astfel de urme sunt de domeniul exceptiei. De regula, este necesar sa se cunoasca, conform legilor mecanicii, spatiul de franare, distanta de proiectare a cioburilor de sticla reprezentate intr-o diagrama spatiu-viteza. Existand o relatie matematica clara, trebuie sa se obtina in final la intersectia curbelor, locul impactului.

Slibar prezinta prima data, o astfel de metoda grafica sub numele lui, denumita metoda triunghiului de dispersie Slibar. Miezul ideii sale este reprezentarea intr-o diagrama a trei dependente : spatiului de franare al autovehiculului, distantei de proiectare a pietonului, respectiv a cioburilor in functie de viteza initiala, respectiv de impact. El a ales aici curbele medii ale rezultatelor incercarilor tehnice, respectiv curbe probabilistice medii ( de exemplu, la deceleratia de franare ). In cel mai bun caz, se obtin triunghiul de dispersie stabilit de Slibar, pentru ca sa se dea un raspuns clar la intrebarea privind pozitia locului impactului “stabilit in mod obiectiv” (fig. 14). Triunghiul insa, va da numai iluzia unei dispersii cu limitarea prin acest triunghi. In realitate, el nu inchide, fiindca locul real al impactului se va afla in afara acestui triunghi.

Fig. 14 – Triunghiul de dispersie dupa Slibar

In procesul penal este totusi pentru invinuit o finalizare cu cele mai bune circumstante.

1.2 Metoda lui Kuhnel a limitelor de margine

O dezvoltare a metodei lui Slibar a fost realizata a fost realizata de Kuhnel in teza sa de doctorat. Limitele de margine se intalnesc, de exemplu, la stabilirea starii drumului si a tipului de imbracaminte a acestuia, la adoptarea deceleratiei celei mai mici a1, care poate fi atinsa, respectiv cea mai mare a Astfel, aceste marimi vor reprezenta limitele de margine ale spatiilor si (fig. 15).

Cu determinarea unei viteze ( de exemplu, vitezei de impact ), va fi delimitat domeniul locului posibil de coliziune intre valorile si Pe baza fixarii unui domeniu posibil de variatie a deceleratiei, se poate inlatura situatia cand locul impactului este in afara domeniului de margine. In general insa, este rareori cunoscuta in mod explicit viteza de impact, este posibil ca totusi urmele in plus si legile mecanicii aplicabile sa fie la dispozitia expertului. Se poate de exemplu din pozitia adancimii de deformare cu capul capotei, sa se delimiteze viteza de impact intre limita de margine si , reprezentat grafic pe diagrama s=f(v,a) din figura 16. Se poate stabili acum din nou suficient de precis, ca viteza de impact se afla nici sub nici peste , se obtin astfel patru segmente de curbe ( limite de margine ) a domeniului delimitat, in interiorul careia cu siguranta a avut loc impactul.

REFERAT: Conditii generale de ambalare - coletele postale REFERAT: Documente necesare efectuarii operatiunilor de transport

Fig.15 – Limitele de margine ale locului impactului la o franare posibila pentru o viteza de impact constanta

Fig. 16– Limitele de margine ale locului impactului in functie de deceleratie si viteza de impact.

La ridicarea preciziei, adica la stabilirea locului coliziunii si a vitezei autovehiculului delimitat strans, acestea se vor afla aproape de valorile reale si se poate confirma pe baza declaratiilor si a altor urme conform legilor mecanicii prin diagrama spatiu-viteza.

Se pot deosebi trei tipuri de limita de margine :

-limita de loc;

-limita de viteza;

-limita de spatiu-viteza.

Se defineste aici limita de margine, ca valorile   excluse sau sub peste, respectiv la dreapta sau la stanga segmentilor de margine.

La primul tip, limita de margine de loc, se include: indicatorul de localitate, intervalul intre autovehiculele parcate, depozitia martorilor si pozitia obiectelor legate de pieton.

Al doilea tip de limita de margine, limita de viteza rezulta din urmele lasate din concluzia retrospectiva a vitezei celei mai mici respectiv celei mai mari, cum de exemplu, distanta pana la deformatia pe capota provocata cu capul ( viteza cea mai mica ) marginea de deformatie ( viteza cea mai mare). De asemenea, din cunoasterea cinematicii, se poate indica concluzia asupra vitezei, de exemplu cand pietonul a alunecat peste pavilion; se obtine, de asemena, acelasi lucru cu limita de margine pentru adancimea de deformare la bara parasoc si muchia frontala a capotei. Aceste limite de margine dau linii verticale pe diagrama spatiu-viteza.

Ultima grupa de limita de margine este limita de spatiu-viteza, care caracterizeaza direct pozitia urmelor la locul accidentului in functie de viteze de deplasare si anume directia de mers. Aici, pe langa spatiul de franare, devine esentiala si distanta de proiectare, rareori si distanta de alunecare si pozitia cioburilor de sticla si alte elemente, care s-au desprins de pe autovehicul in urma impactului.

Limitele de margine vor fi formate din desfasurarea unui sir de curbe. In interiorul campului de dispersie care se obtine la configuratia parametrilor stabiliti, inainte de toate este construirea unui domeniu de coliziune la o viteza de impact posibila. Eliminarea valorilor in afara limitelor de margine se intemeiaza, desigur numai pe consideratia ca la stabilirea legitatilor punctele aflate in afara limitelor sunt fara valoare, limitele de margine inchid, prin urmare, toate masurate pana la momentul respectiv, iar pentru anumite exceptii aparute, nu vor fi date explicatii pentru originea lor.

Aceste limite de margine spatiu-viteza, vor fi realizate in diagrame astfel ca originea sistemului de coordonate va fi asezata la pozitia finala a urmei, paralel cu axa spatiului la directia de deplasare a autovehiculului. Domeniul de coliziune posibil, se afla deasupra, respectiv sub limita de margine.

Cand toate urmele se bazeaza pe insusi evenimentul conflictului rutier analizat, putea sa aiba loc acel accident numai in domeniul in care toate conditiile sunt indeplinite in acelasi timp. In acelasi timp, insa, vor fi anexate toate domeniile, in care nu se indeplineste cel putin o conditie.

Frecvent, se obtine insa – de cele mai multe ori in sus – si domenii deschise, adica nu se poate gasi o limita de margine rationala cu care sa se poata inchide o ipoteza formulata. In consecinta, metoda prezinta intuitiv domeniul, adica elaboreaza grafice sugestive in care trebuie sa se intreprinda o examinare de evitare a accidentului; “verbalizarea grafica” a dovezilor sale temeinice obliga pe expert, sa realizeze lucrarea cu responsabilitate, sa elaboreze expertiza cu inteligenta si transparenta.

2 Cercetari stiintifice privind accidentele rutiere pieton - automobil

Parcurgand bibliografia din domeniul studiat rezulta ca principalele directii de cercetare a accidentelor rutiere pieton automobil sunt:

Cercetari privind posibilitatile de reconstituire a accidentului;

Cercetari privind vatamarea pietonului si perfectionarea sigurantei pasive a automobilului;

Cercetari privind realizarea unor infrastructuri menite sa reduca conflictele rutiere pieton - automobil.

3. Cercetari privind reconstituirea accidentului rutier pieton - automobil

Scopul acestor cercetari il constituie crearea posibilitatilor pentru reconstituirea accidentului in vederea stabilirii gradului de vinovatie in producerea accidentului, in Justitie, dar si studierea fenomenului dinamic in vederea reducerii consecintelor accidentelor de aceasta natura.

Primele incercari au fost prezentate de Elsholz in 1969 iar Kuhnel si Rau au publicat referate in anii 70. Pentru reconstituirea accidentului s-au folosit rezultate obtinute din incercari cu manechine. Un parametru important a fost definit prin distanta de aruncare, respectiv distanta dintre locul impactului si pozitia finala a pietonului. Diagramele privind distanta de aruncare in functie de viteza de impact sunt folosite in activitatea judiciara pentru ingradirea valorii vitezei de coliziune.

In [14] se prezinta o astfel de diagrama dupa Kuhnel (figura 1), cu relatia empirica aferenta:

S_x = distanta de proiectare a pietonului poate fi determinata si analitic folosind formula:

unde: V – viteza autovehiculului inainte de impact (km/h)

a – deceleratia autovehiculului in (m/s²)

Curbele din figura 1.3 precum si relatia de mai sus sunt aplicabile numai in cazul impacturilor totale fara acrosari cu partile laterale sau impact tangential.

O grupa importanta de lucrari de cercetare din bibliografie cuprinde cercetari de modelare matematica a accidentului si simularea acestuia pe calculator [19], [14], [16], [12], [2] si altele.

In [19] se prezinta rezultatul unei astfel de modelari efectuata de Franchini la FIAT in 1975, pentru doua pozitii ale pietonului (figura 2 a impact frontal fata/fata,2 b impact frontal/lateral).

Ideea de baza in [14] consta in aplicarea principiilor mecanicii clasice a coliziunii la accidentul pieton - autovehicul.

In ipoteza ca automobilul si membrele componente ale omului sunt corpuri rigide, a caror mase pot fi intuite ca fiind concentrate in centrele de masa, procesul de coliziune global poate fi conceput ca o succesiune de coliziuni individuale, defazate in timp. Modificarea marimilor de miscare (viteze, percutii) nu se mai produce in mod continuu ci discret, in salturi. In schimb nu trebuiesc dezvoltate consideratii si ipoteze privind distributia rigiditatilor la corpul omenesc si la structura automobilului.

Pentru automobil s-a ales un contur simplu format din drepte, cu un singur grad de libertate si anume cel in directia de mers. Miscarile de tangaj, de giratie si pe verticala s-au neglijat.

Pietonul s-a considerat in prima faza ca un model mono - masa reprezentat printr-o bara. Acest model corespunde aproximativ cu impactul automobil frontal - pieton lateral. Ulterior s-a conceput un model cu trei mase (cap, torace si picioare, cu articulatie cervicala si a soldului). Conturul fiind reprezentat de asemenea prin segmente de dreapta. Aceasta modelare este apropiata de impactul automobil frontal - pieton spate.

Tabelul 1. Dimensiuni si mase pentru modelul de simulare al pietonului [14]

Intre timp au aparut pe piata software programe profesionale ale caror posibilitati si facilitati particulare sunt prezentate in [2] si [12].

In [34] si [35], Dettinger introduce in urma analizei unei bogate cazuistici de accidente reale si incercari pe manechine 'factorul de impact', definit ca raportul dintre viteza de coliziune si viteza imprimata pietonului. Intre acest factor de impact si distanta dintre locul de lovire si centrul de masa al pietonului se stabileste pe cale empirica o dependenta liniara care se corecteaza cu particularitatile impactului (profilul automobilului, regimul de deplasare al acestuia in momentul impactului, natura impactului).

Intre factorul de impact si distanta de proiectare a victimei exista o corelatie care permite marirea preciziei curbelor din figura 1, in sensul subimpartirii domeniului de existenta a factorului de impact si atasarea la fiecare domeniu a unei parabole V_k = f(S_p).

Totodata se ia, in scopul reducerii campului de toleranta a vitezei de coliziune, un parametru suplimentar definit ca fiind diferenta dintre lungimea de acoperire a victimei pe capota si talia acesteia.

Toate incercarile cu manechine au fost realizate la viteze sub 70 km/h. Rezultatele sunt aplicabile numai in conditii si imprejurari bine cunoscute, aflate in domeniul de viteze amintit si la configuratii de impact cunoscute. In special, trebuiesc luate in considerare particularitatile manechinelor si formele autovehiculului.

Se presupune ca la viteze de peste 70 km/h pietonul zboara peste autoturism si ca urmare se schimba cinematica si desfasurarea miscarii cu modificarea distantelor de aruncare. Rau si colectivul [20] analizeaza in acest sens impactul cu manechine in domeniul de viteze peste 70 km/h.

Manechinul utilizat a fost preluat de la firma Sierra, construit in 1966, in conceptia de pasager 50% adult masculin, avand masa de 73,89 kg si inaltimea de 173.5 cm, conceput pentru pozitia sezut si in picioare.

Pentru asigurarea conditiilor de incercare reproductibile, la solicitarile ridicate in domeniul de viteze investigat, au fost necesare modificari constructive la manechin. Pentru a nu rigidiza simplist zonele de rupere probabile s-a ales solutia zonelor de rupere impuse, corelate anatomic cu un pieton real, pentru a asigura o comportare apropiata de realitate in desfasurarea miscarii si a nu ingradi miscarea acestuia in conditiile unei rezistente sporite.

Lucrarea [20] reprezinta o completare a lucrarilor anterioare si introduce ca element de apreciere a vitezei de impact V_k un element suplimentar, adancimea infundarii de pe capota in contact cu victima.

BIBLIOGRAFIE

1.     Nagy,T.,s.a., Unele aspecte ale dinamicii accidentelor rutiere si evaluarea

mijloacelor de transport auto.

2.     Gaiginschi,R.,Filip,I., Expertiza tehnica a accidentelor rutiere

3.     Gafitanu, M., s.a., Organe de masini, Editura Tehnica, 1981.

4.     Tecusan, N., Ionescu, E., Tractoare si automobile, Editura Didactica si Pedagogica, 198

5.     Bedewi, P. G., Bedewi, N. E., Modeling of occupant biomechanics with emphasis on the analysis of lower extremity injuries.

6.     Rau, H., Otte D., Schulz B., Coliziuni autoturism - pieton in domeniul superior al vitezelor. Rezultate cu manechine in domeniul 70 - 90 km/h., Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik, 12/2000.

7.     Dragomir, D., Proiectare asistata de calculator pentru inginerie mecanica, Editura Teora, 1996.

8.     Ghinea, M., Fireteanu, V., Matlab - calcul numeric - grafica - aplicatii, Editura Teora, 1995.

9.     Scheiber, E., Lupu, M., Matematici speciale, rezolvarea problemelor asistata de calculator cu exemplificari in Derive, MathCAD, Maple, Mathematica, Editura Tehnica, Bucuresti -1998.

10.  Jalobeanu C., Rasa, I., MathCAD, Probleme de calcul numeric si statistic, Editura Albastra, Cluj Napoca -1995.

11.  Scheiber, E., Lixandroiu, D., MathCAD, Prezentare si probleme rezolvate, Editura Tehnica, Bucuresti - 1994.

12.  *The Math Works Inc., Simulink – Dynamic Sistem Simulation for Matlab, 1999

13.  http://www.sfdab.com

14.  http://www.tno.com

15.  http://www.gwu.gov

16.  http://www.esi.fr

17.  *Catalog First Technology Safety Systems, Precision crash test dummies, 1999.

18.  Hutte, Manualul inginerului, Editura Tehnica, 1995.

19.  Dubbel, Manualul inginerului mecanic, Editura tehnica, 1998.

20.  *Mica enciclopedie matematica, Editura tehnica, Bucuresti - 1980.