基于车辆-护栏碰撞的乘员风险评价方法

在护栏评估指标中加入对乘员损伤的规定从根本上反映了对道路使用者的保护,但其评估指标的制订至今仍然存在诸多假设,尚需要做大量的试验来改进评估方法,才能较为准确地对乘员伤害指标做出准确评估。针对实际物理结构所造成的车辆重心信号无法测取的问题,采用2组3向加速度传感器进行相应位置的数据采集,经过公式推导,提出了一种实用、精确的车辆重心加速度数据采集、修正和计算方法。在此基础上,按照美国MASH 2010与我国JTG/T F83的技术要求,选取10余组车辆实车碰撞护栏的试验案例进行了对比研究。结果表明,我国现行标准规范的乘员风险评价指标限值偏高。该研究成果对我国护栏相关试验研究及开发具有指导意义。

基于乘员风险期望值的混凝土护栏安全性能评估

针对道路交通的实际情况 ,将车辆与混凝土护栏碰撞时车辆的入侵角视为具有一定概率分布的随机变量 ,提出了用于评估车辆与交通安全护栏碰撞过程中乘员风险的新概念——乘员风险期望值 ,并以一个优化算例简要说明了新概念对混凝土护栏安全性能评估的影响。

基于车辆-护栏碰撞的乘员风险评价指标相关性分析

针对车辆护栏碰撞时的乘员安全风险评价,建立了车辆-乘员-护栏碰撞系统有限元模型,并依据试验结果进行了模型有效性验证。利用Hyper Mesh和LS-DYNA软件,选取50,70,100 km/h和120 km/h等不同碰撞速度,和20°,25°,30°等不同碰撞角度组合,进行了12组车辆护栏碰撞仿真试验,获取碰撞过程中车辆质心处和乘员头部纵向、横向、垂向的加速度数据,进而计算分析了乘员加速度伤害指标(ASI)、理论头部碰撞速度(THIV)、碰撞后头部减速度(PHD)以及头部伤害指标(HIC)等乘员风险评价指标值。在此基础上,采用SPSS统计软件,分析了各乘员风险评价指标与头部伤害指标HIC的量化对应关系。研究结果表明:ASI与HIC具有较好的相关性;ASI与HIC之间用指数函数拟合,且拟合度为0.91。

国外公路护栏乘员风险评价技术现状及分析

车辆失控碰撞公路护栏时,护栏在阻挡车辆时应避免因车速降低过快导致乘员的严重伤害。笔者主要介绍美国、欧盟、日本等国外标准规范对于乘员风险的评价方法以及技术现状,并对不同国家的评价指标进行对比分析,为中国相关技术的研究和发展提供参考。

不同坐姿乘员在自动驾驶汽车碰撞中的损伤仿真实验

为研究不同坐姿乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,筛选了7种具有代表性的乘员姿态(包括头部、上肢和躯干的变化)进行正面碰撞的仿真实验,对其乘员运动学和所受载荷进行了对比分析,研究其姿态对乘员碰撞损伤的影响。结果表明:在正面碰撞仿真实验中,倚靠姿态乘员的综合损伤风险与其他姿态相比更高,较交谈姿态,倚靠姿态乘员胸部压缩量增大了45.5%,肋骨骨折严重,内脏器官应变提高了48.8%,左倾姿态乘员损伤风险则明显降低,其头部损伤风险减少了49.1%,胸部损伤降低了14.4%。基于此,提出乘员在碰撞前可通过调整自身姿态来规避部分损伤的策略,以提高乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性。

自动驾驶汽车事故中主动旋转座椅规避儿童乘员的损伤风险研究

为了提高儿童乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,提出在正面碰撞发生前主动将不同座椅朝向的乘员旋转至背向碰撞方向(180°方向)的策略,通过改变人体受力方向,将不同座椅朝向乘员的正面碰撞形式转化为标准的追尾碰撞形式,从而提高自动驾驶车辆中儿童乘员的碰撞安全性。首先,通过正面碰撞假人试验对THUMS 10岁儿童乘员台车模型的有效性进行验证;然后,基于4种不同座椅朝向(0°、90°、135°和180°),利用THUMS 10岁儿童乘员模型进行正面碰撞仿真试验,发现180°座椅朝向儿童乘员损伤风险最小,因此,180°座椅朝向被确定为相对安全的座椅朝向;最后,模拟200 ms内将座椅旋转±45°和300 ms内将座椅旋转±90°以及分别在0 ms和100 ms时间延迟后引入碰撞的试验过程,研究座椅旋转过程本身以及先旋转后碰撞策略下的乘员损伤风险。研究结果表明:200 ms内将儿童乘员旋转±45°和300 ms内将儿童乘员旋转±90°,不引起额外人体损伤;碰撞时刻的延迟所造成的儿童乘员姿态的变化,会导致儿童乘员在碰撞过程中产生不同的运动学响应和损伤风险;在无碰撞时刻延时的情况下,先旋转后碰撞的策略可有效降低儿童乘员的损伤风险。