Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Безопасность дорожного движения является одной из важных социально-экономических и демографических задач Российской Федерации.

Ежегодно в Российской Федерации в результате дорожно-транспортных происшествий погибают и получают ранения свыше 270 тыс. человек. Общее количество ДТП с участием мотоциклистов на период январь – декабрь 2012 года составляет около 7758, при этом погибло около 1104 человек, ранено 8844 человек.

Дорожно-транспортное происшествие, как правило, это – результат многих обстоятельств, образующих совокупность причин и следствий. Установление истинных причин нарушения правил безопасности, приведших к аварии, и обстоятельств, им способствующих, – одна из важных задач обеспечения безопасности движения и эксплуатации автотранспорта.

При этом действующий методический аппарат в органах системы Министерства Юстиции РФ не имеет методов (точнее не имеет четкой позиции по применению отдельных методик, успешно используемых в зарубежной практике уже более 25 лет), позволяющих решить частные инженерные задачи, такие как установление затрат энергии на деформацию ТС, определение фактических траекторий перемещений ТС, определение скоростей движения объектов к моменту контакта и их пространственное положение в заданный момент времени до столкновения, определение момента срабатывания системы активизации подушек безопасности и многие другие.

Данные недостатки действующей системы во многих случаях приводят к невозможности определения параметров отдельных фаз механизма ДТП (сближение – контакт – разлет) или полной невозможности реконструкции механизма ДТП. Что как следствие приводит к невозможности доказательства или опровержения причинной связи в действиях водителей и наступивших последствий, т.е., проще говоря, приводит к наличию нескольких равновероятных сценариев развития механизма ДТП (как правило, в субъектном изложении водителей – участников ДТП).

При существующем порядке производства экспертиз, который сохраняется без изменения на протяжении многих лет, выполнение экспертизы и составление экспертного заключения является весьма трудоемким процессом, особенно в случаях комплексных многообъектных экспертиз, и требует больших трудозатрат. Более того, качество фиксации первичной пространственно-следовой информации с места ДТП и об объектах исследования (а/м, пешеходах, пассажирах и т.д.) на настоящий момент в РФ находится на крайне низком уровне, что во многих случаях приводит к тому, что эксперт вынужден приходить к выводу, что реконструкция механизма ДТП, в рамках представленных ему на исследование материалов невозможна.

Так, в частности, реконструкции механизма ДТП с участием двухколесных ТС в настоящий момент существует серьезный изъян в части определения причинно-следственной связи между действиями мотоциклистов и самим ДТП, в частности, возникает проблема установки фактической скорости движения мотоциклов к моменту их вступления в контактно-следовое взаимодействие (столкновение), а также определения параметров замедления и торможения мотоциклов, что существенно влияет на качество и объем исследований, производимых экспертами по анализу ДТП. В следствие чего возникает неполнота и неполноценность исследования механизма таких ДТП, так как в большинстве случаев, вопрос о скорости движения мотоциклов остается неисследованным или оценка скорости позволяет определить только минимальное значение.

Типовая методика, принятая к применению, не позволяет также оценить затраты скорости (энергии) на перемещение мотоцикла при боковом скольжении, его опрокидывании и вращении. В действующей (сложившейся ещё с середины 70-х годов) системе экспертных исследований ДТП продолжает отсутствовать необходимая научная теория анализа движения, соударяющихся анизотропных объектов; методы определения затрат энергии на объемные деформации ТС; сохраняется высокий уровень субъективизма экспертов; нечеткость принципов оценки качества результатов исследований; зачаточность процесса автоматизации технологий анализа и моделирования (в частности, в РФ нет полноценного программного обеспечения, отвечающего мировым аналогам).

В мировой практике существуют два основных подхода расчета скорости мотоцикла при ДТП:

• - Методика расчета скорости мотоцикла при сохранении линейного количества движения;
• - Расчет скорости мотоцикла при сохранении крутящего момента;

Из закона сохранения количества движения следует, что при столкновении мотоцикла и транспортного средства, где у мотоцикла и у мотоциклиста различные траектории движения (отброса, на стадии разлета) после столкновения, используется формула:

, (1.1)

где:

– масса первого ТС;

– масса мотоцикла;

– масса мотоциклиста;

– скорость первого ТС в момент столкновения;

– скорость мотоцикла/мотоциклиста в момент столкновения;

– скорость первого ТС после столкновения;

– скорость мотоцикла после столкновения;

– скорость мотоциклиста после столкновения;

, (1.2)

где:

– угол взаиморасположения транспортных средств в момент столкновения;

– исходный угол мотоцикла после столкновения;

– исходный угол мотоциклиста после столкновения;

– исходный угол транспортного средства после столкновения;

, (1.3)

где:

– угол взаиморасположения транспортных средств мотоцикла в момент столкновения (см. рисунок 1.1);

– исходный угол мотоцикла после столкновения (см. рисунок 1.1);

– исходный угол мотоциклиста после столкновения (см. рисунок 1.1);

– исходный угол транспортного средства после столкновения (см. рисунок 1.1);

Х – конечное положение мотоциклиста после столкновения (см. рисунок 1.1);

Рисунок 1.1 Взаиморасположение ТС на стадиях сближение, контакт, разлет

Чтобы рассчитать скорость движения мотоцикла в момент столкновения с автомобилем, можно использовать скорость вращения транспортного средства, вызванную воздействием на кузов а/м мотоциклом. Большое количество дтп с участием мотоциклов происходят при совершении маневра левого поворота при проезде перекрестка, при перестроении (смене полосы движения) [3]. При столкновении образуется угол между мотоциклом и легковым автомобилем, при этом происходит эксцентричное воздействие на автомобиль, в результате чего автомобиль разворачивается в направлении эксцентрично переданного ему импульса сил.

Точность расчетов, как и все расчеты, связанные с расследованием и экспертизой ДТП, зависит от качества первичной информации, доступной для исследования.

Авторам известно весьма полное описание механики вращения, изложенное в учебном пособии для экспертов по анализу ДТП [2]. В РФ аналогичные (совместные) исследования до настоящего момента не публиковались, тем самым это позволяет ряду заинтереснованных лиц утверждать, что на данный момент в РФ расчет скорости мотоцикла при отсутствии зафиксированных следов торможения невозможен.

При эксцентричных ударных воздействиях на транспортное средство от мотоцикла порядок расчета включает:

Вычисление величины крутящего момента, действующего на автомобиль по формуле (1.4):

, (1.4)

где:

– крутящий момент автомобиля, вызванный боковым скольжением шин;

– колесная база транспортного средства;

– масса нагрузки на ось, ближайшей к зоне деформаций;

– коэффициент сцепления колес с дорогой;

Вычисление величины угловой скорости транспортного средства по формуле (1.5):

, (1.5)

где:

– крутящий момент, действующий через шины;

– угловая скорость транспортного средства в рад/с;

– угол поворота транспортного средства в радианах (см. рисунок 1.2);

– масса транспортного средства;

– поворотный момент инерции транспортного средства;

– расстояние самой дальней оси от зоны контакта до центра массы;

После определения угловой скорости транспортного средства вследствие удара мы можем вычислить изменение скорости мотоцикла после столкновения ;

, (1.6)

где:

– изменение скорости мотоцикла;

– угловая скорость автомобиля;

– длина плеча момента (плечо вектора PDOF, параллельного оси автомобиля в конечном положении от передней оси мотоцикла до центра тяжести автомобиля, см. рисунок 1.2);

– масса транспортного средства;

– поворотный момент инерции транспортного средства;

Переменные в уравнении (1.6) включают значения для момента инерции автомобиля, который может быть расчитан с помощью методов, описанных в источнике [1].

Таким образом, определив направление перемещения мотоцикла при столкновении и его скорость после столкновения, можно вычислить скорость мотоцикла во время столкновения. Формулу 1.7 можно использовать, для расчета начальной скорости мотоцикла.

, (1.7)

где:

– начальная скорость мотоцикла (до столкновения);

– скорость мотоцикла после столкновения;

– угол взаиморасположения ТС в момент столкновения (см. рисунок 1.1);

– исходный угол мотоцикла после столкновения (см. рисунок 1.1);

На рисунке 1.2 изображена векторная диаграмма транспортных средств на стадии разлета.

Рисунук 1.2 Положение траснпортных средств в момент контакта с последующим разворотом автомобиля по часовой стрелке на стадии разлета

Точность определения скорости мотоцикла является чувствительность к точности определения:

• - коэффициента сцепления в продольном и поперечном направлении движения;
• - замедления мотоцикла;
• - Коэффициента трения/скольжения мотоцикла при его опрокидывании и волочении на стадии разлета ТС;

Были проведены испытания мотоциклов, при которых происходил отброс мотоцикла на проезжую часть [5]. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Данные исследований коэффициента сцепления с учетом различных классов дорожного покрытия

Так же были проведены испытания, при которых происходили различные варианты отброса мотоцикла, при этом было измерено среднее замедление мотоциклов [4]. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Данные исследований установившегося замедления мотоциклов при дополнительном скольжении с учетом различной скорости и вариаций падения мотоцикла

Так же были проведены испытания, при которых мотоциклы опрокидывали на проезжую часть при определенных скоростях движения, замеряя при этом установившееся замедление [5]. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

Данные исследований установившегося замедления мотоциклов с учетом различного дорожного покрытия

Тем самым, необходимо проведение исследований тормозных механизмов мотоциклов, имитация падения (волочения) мотоцикла совместно с манекеном для выявления зависимостей параметров торможения в конкретно рассматриваемой ситуации, для выведения зависимостей, необходимых для расчета скорости мотоцикла. Это позволит универсализировать механизм расчета скорости движения мотоцикла к моменту столкновения, исходя из различных вариаций как контактно-следового взаимодействия, так и стадий сближения и разлета, а также повысит достоверность определения причин ДТП с участием мотоциклов и точность реконструкции механизма ДТП в экспертных исследованиях.

Рецензенты:

Дружинин П.В. д.т.н., профессор кафедры «Технического обслуживания транспортных средств» «Институт сервиса автотранспорта, коммунальной и бытовой техники» г. Санкт-Петербург.

Максимов С.Е. д.т.н., профессор, генеральный директор научно-производственной компании «НТМТ», Ленинградская обл., г. Гатчина.