Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биомеханика дорожно-транспортных происшествий. Учебное пособие
.pdf
уточнены размеры жизненного пространства по результатам ис
следований кинематики движений человека при имитации фрон
тальных столкновений в условиях динамических испытаний;
разработана методология оценки деформаций (перемещений)
салона и отдельных его элементов при фронтальных столкновениях.
Адаптированное положение человека в автомобиле при фронталь
ных столкновениях определяется на основе биомеханического анализа
перемещений человека (манекена), закрепленного наиболее распро
страненными в настоящее время диагональнопоясными ремнями
безопасности [9].
Проведенное на основе системноструктурного подхода исследова
ние кинематики движений человека показало, что для процесса фрон
тального столкновения характерны начальное и конечное адапти
рованные положения [9].
Поза человека в начальном адаптированном положении: голова
максимально наклонена вперед (на 50±10°), ноги размещены вплотную
к сиденью, голени перпендикулярны полу. При этом в сравнении с
нормальной посадкой человека в автомобиле наклон головы требует
увеличения жизненного пространства впереди и позволяет несколько
уменьшить его сверху; размещение голеней у сиденья позволяет
значительно уменьшить пространство впереди, но требует некоторого
увеличения пространства в области размещения колен.
При определении позы человека в конечном адаптированном по
ложении принято, что перемещение за счет растяжения ремней без
опасности происходит относительно неподвижных ступней ног в
положении, характерном для начального адаптированного. Ноги могут
занять такое положение как вследствие допустимой деформации
передней стенки кузова, так и вследствие специфической позы
человека, оправданной с точки зрения получения минимальных разме
ров жизненного пространства.
Результаты ранее проведенных классических и прикладных ан
тропометрических измерений для определения размеров жизненного
пространства использовать невозможно, так как поза человека в адап
тированном положении специфична.
Жизненное пространство для начального адаптированного поло
жения (внутренняя граница) ограничено контуром О'—а—б—в—г—д—
з—е—и—к, для конечного адаптированного положения (внешняя гра
ница) — контуром О'—а'—б'—в'—г'—д'— е—з—л—м—з'—ж—и—к. Все
изложенное выше относится к определению передних (фронтальных)
границ жизненного пространства. Причиной травмирования человека
часто является перемещение сиденья или задней стенки кабины.
91
Граничными условиями для обеспечения жизненного пространства с
тыльной стороны являются перемещения точки сиденья в процессе
столкновения на величину, не превышающую перемещения точки О,
обусловленного растяжением ремней безопасности.
По результатам проведенных антропометрических измерений и
определенных конечных и начальных адаптированных положений бы
ли определены зоны возможного перемещения головы (контур а, б', в'),
груди (с, г', д'), коленного сустава (м, з', ж), колена и голени (м, з', ж, и),
координаты которых показаны на рис. 15. Если переместить вертикаль
ные границы указанных зон в горизонтальной плоскости до пересече
ния с элементами интерьера, то можно определить зоны возможного
удара отдельных частей тела человека для случая применения ремней
безопасности. При отсутствии ремней с учетом вероятности переме
щения туловища человека вверх при фронтальном столкновении
ординаты точек, определяющих верхние границы зон возможного
перемещения (соответственно зон возможного удара) головы и груди,
должны быть увеличены на 400 мм.
Рис. 15. Схема уточненного жизненного пространства и траектории
перемещения отдельных точек тела при столкновениях.
Зоны возможного перемещения:
1 — колена и голени; 2 — колена; 3 — груди; 4 — головы
92
В табл. 19 приведены координаты контрольных точек жизненного
пространства.
Таблица 19
Координаты контрольных точек жизненного пространства
при столкновениях
Внутренние границы Внешние границы
Контроль
ная
точка
(
см. рис.
14)
О
а
б
в
г
д
з
и
к
Коорди
ната по
горизон
тали, мм
0
180
180
110
40
60
426
426
551
Коорди
ната по
вертика
ли, мм
710
710
363
257
257
85
589*
53*
0*
Контроль
ная точка
(
см. рис.
14)
O
а’
б’
в’
г’
д’
е’
з
з’
ж
и
к
л
м
Коорди
ната по
горизон
тали, мм
0
505
505
435
366
340
426
426
691
669
426
551
426
691
Коорди
ната по
вертика
ли, мм
717
710
353
257
257
85
120
589*
589*
486*
53*
0*
620*
680*
*Расстояние контрольных точек от пола салона автомобиля.
Разработанная методика оценки деформаций салона и переме
щений (деформаций) отдельных элементов интерьера базируется на
принципе обеспечения безопасности при ДТП с учетом того, что
нарушение начального адаптированного положения (внутренних гра
ниц) жизненного пространства не допускается в процессе столкнове
ния, а проникновение элементов автомобиля в зону конечного адапти
рованного положения человека (нарушение внешних границ) является
нежелательным, но допускается, если эти элементы обладают соответ
ствующими энергопоглощающими свойствами с учетом норм перено
симых перегрузок тела человека.
В соответствии с методикой оценки деформаций салона и переме
щений деталей и узлов автомобиля, расположенных перед водителем и
93
пассажиром, сидящим на переднем сиденье, необходимо: построить
графическую схему интерьера салона автомобиля до и после испыта
ний; нанести координаты наиболее выступающих внутрь салона дета
лей интерьера, расположенных в зоне, ограниченной продольными
вертикальными плоскостями, отстоящими на 175 мм по обе стороны от
средней плоскости сиденья; нанести положение точки сидений до и
после испытаний; построить внутреннюю границу жизненного
пространства, принимая за начало координат точку после испытания;
построить внешнюю границу жизненного пространства, принимая за
начало координат точку до испытания; определить зоны нарушения
жизненного пространства и элементы интерьера, нарушившие границу
жизненного пространства. Разработанная методика универсальна и
обеспечивает возможность оценки деформаций и перемещений для
любых типов автотранспортных средств.
Аналогично определяется жизненное пространство при опроки
дываниях автомобиля.
Согласно статистическим оценкам различные антропометрические
группы будут иметь следующие антропометрические данные согласно
[2] (
рис. 16).
Рис. 16. Антропометрические данные человека
94
Таблица 20
Основные показатели тела человека при проектировании автомобиля
Антропометрическая группа Параметр
5 50 95
Масса, кг 55,6±3,0 73,7±3,0 91,8±3,0
Рост стоя, см 160,9±3,0 171,8±3,0 182,8±3,0
Сидя над:
полом
сиденьем 84,9±2,0 90,3±2,0 96,4±2,0
Высота над сиденьем, см:
глаз
плеча 55,5±2,0 60,7±2,0 65,8±2,0
локтя 19,5±2,0 23,8±2,0 28,2±2,0
бедра 11,9±1,0 14,0±1,0 16,1±1,0
Высота сиденья, см 40,5±2,0 44,7±2,0 48,9±2,0
Высота колена над полом, см 49,0±2,0 53,8±2,0 42,8±1,0
Ширина плеч, см 36,9±1,0 39,8±1,0 42,8±1,0
Длина руки, см 70,6±2,0 76,3±2,0 82,0±2,0
Длина ноги, см 85,7±3,0 93,6±3,0 101,5±3,0
126,7±3,0 135,1±3,0 143,5±3,0
72,8±2,0 78,1±2,0 83,4±2,0
Используя методику определения геометрии жизненного
пространства внутри автомобиля и делая поправку с учетом
перемещения объектов, можно объективно оценить возможный ущерб
для того или иного человека с учетом его точных антропометрических
данных. При этом необходимо со временем накопить данные по
деформациям и нарушениям жизненного пространства в автомобиле
конкретных марок при определенных условиях ДТП.
Перемещение пассажиров. Реконструкцию движения пассажиров
при столкновении ТС с чемлибо демонстрирует программа EDSMAC 4.
На рис. 17 показан случай столкновения четырёхдверного автомобиля
с бетонной плитой. Несчастный случай произошел на правой стороне
дороги со средней скоростью 32 км/ч. На рисунках показано
перемещение 15летнего пассажира (на переднем сидении) и 50летн
его человека.
95
Исходная позиция До момента столкновения
Момент столкновения После столкновения
Рис. 17. Перемещение пассажиров
96
Второй случай перемещения пассажира показан на рис. 18. При
этом столкновении скорость автомобиля была оценочно 40 км/ч, когда
второй автомобиль столкнулся с первым под углом в 60.
Исходная позиция До момента столкновения
Момент столкновения После столкновения
Рис. 18. Перемещение пассажира
97
На рис. 19 показано столкновение ТС под углом 60 при скорости
25
км/ч.
Исходная позиция До момента столкновения
Момент столкновения После столкновения
Рис. 19. Перемещение пассажира
Методика и алгоритм программы EDSMAC.
Программа рекон
струкции и анализа ДТП EDSMAC была разработана в 1985 г. в США.
Тогда она содержала всего около 1000 вариантов ТС. С каждым годом
разработчики ее усовершенствовали. И конечный вариант программы
EDSMAC
появился в 1997 году. Возможности данной программы
следующие:
возможность работы с 3D поверхностями;
возможность работы с многочисленной базой моделей авто
мобилей;
98
возможность реконструкции столкновения с учетом фактичес
кого количества ТС в одном ДТП;
моделировать теоретические возможности ударов;
работать с фактическими местами ДТП (фотограмметрия).
Алгоритм столкновения позволяет:
доказывать силовую модель;
реконструировать различные виды столкновений (лобовые, бо
ковые и др.);
столкновения с препятствиями;
и многое другое.
Вышеуказанная программа использует следующие редакторы
HVE:
редактор для выбора одного или нескольких автомобилей из
базы данных по типу марки, модели и году выпуску;
редактор окружающей среды для создания плана местности
здесь можно выбирать дату, время столкновения, а также положение
солнца. После этого все вышеперечисленные данные переносят в 3D
проектируемый геометрический файл;
редактор моделирования происшествия (выбирают вид ТС и
EDSMAC 4
редактор выбора происшествия для реконструкции ДТП;
редактор воспроизведения для создания графических и видео
расчетную модель) и производят расчет;
файлов.
Контрольные вопросы
1. Принцип определения коэффициента опасности расположения
человека в автомобиле.
2.
Определение относительного коэффициента опасности.
3.
Определение коэффициента тяжести травмирования.
4.
Каково влияние антропометрических данных на безопасность в
автомобиле;
5.
Дайте определение термину толерантность.
6.
Дайте определение термину репрезентативность.
7.
Дайте определение термину жизненное пространство.
8.
Назовите программы реконструкции и анализа ДТП, переме
щения пассажира и принцип их действия.
99
5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ТЯЖЕСТИ
ТРАВМИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА В САЛОНЕ
ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПРИ ДТП
5.1. Обеспечение безопасности ребенка в автомобиле при ДТП
По итогам 2010 года на территории Российской Федерации зареги
стрировано 8658 дорожнотранспортных происшествий с участием
пассажиров легковых автомобилей в возрасте до 18 лет, в результате
которых 632 несовершеннолетних погибли и 9610 получили ранения.
По сравнению с аналогичным периодом прошлого года количество
ДТП и число раненых в них детей сократилось на 1,7% и 2,1%
(
соответственно), при этом число погибших увеличилось на 8,2% или
на 48 человек.
Доля погибших несовершеннолетних пассажиров легковых
транспортных средств составила 87,9% от всех погибших детей в
качестве пассажиров автомототранспортных средств и по сравнению с
АППГ увеличилась на 0,5%.
Распределение погибших детейпассажиров по видам транспорт
ных средств представлено на рис. 20.
2,3
87,9
1
0,8
8
Рис. 20. Количество погибших детейпассажиров в ДТП
различных типах ТС
При совершении 2597 дорожнотранспортных происшествий погиб
191
ребенокпассажир, перевозившийся на передних сиденьях легко
вых автомобилей. При сокращении количества таких ДТП на 3,9% или
105
ДТП, число погибших в них детейпассажиров увеличилось на
3,8%
или на 7 человек. Доля таких происшествий сократилась на 0,7% и
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]