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原文传递人车事故中行人步态、速度特征及损伤防护

论文题名：	人车事故中行人步态、速度特征及损伤防护
关键词：	交通事故;行人步态;速度特性;损伤防护
摘要：	随着我国汽车持有量不断增加，人车混行现象严重，行人在交通事故中的伤亡率居高不下。本文基于150例真实人车事故视频，通过事故仿真再现，旨在探索真实事故中行人步态的影响，进一步分析行人的速度特性以及如何进行损伤防护。　　基于从课题组积累和网上搜集的真实人车视频，选取150例单人单车且碰撞过程完整的案例，按PC-CRASH软件中人车碰撞再现流程进行重建，并通过比对事故视频和人体损伤生物力学基础，验证了仿真结果。　　基于视频和仿真中所采集典型人车事故数据，获得了150案例的基本信息，从中发现人车事故的基本特征和典型场景，主要包括行人，车辆和环境。事故中行人主要为中青年，身材适中，男女比例均衡，人车碰撞角度垂直，碰撞位置集中在腿部，步态通常为奔跑或者行走，但当行人发现车辆后，79.6％的行人发现车辆后会做出应急反应，即应急步态。车辆主要为轿车和SUV，大部分车辆碰撞速度为20-50km/h，直线行驶，完全制动，59.3％的驾驶员视野受阻，事故更严重。绝大部分事故发生在白天平坦干燥的直行道路上。这总结了人车事故中的一般规律和现象，为后续的研究奠定了重要基础。　　在已有的步态研究基础上，提出了三种基于真实人车事故的行人步态序列，找到了区分这三种步态的评价指标，并对三种步态进行了特征描述和参数定义。重新定义了行人碰撞前状态与碰撞时状态，发现行人速度和身高在碰撞前与碰撞时具有显著性差异，应急步态下尤为显著，不同步态间亦是如此。对步态参数的研究中发现行人是上半身总是前倾，四肢具有对称性，不同步态下差异明显。对案例中不同步态下行人损伤分析，发现损伤基本随车速增加，且不同步态下的损伤各不相同，不同车型间损伤不具备差异性。　　为进一步探究步态对人体损伤的影响以及具体分析每一个步态下的损伤情况，以车型，车速，行人步态，速度为试验变量进行了240例仿真实验。结果表明，步态序列间的损伤差别明显，序列内找到明显的峰值60％步态和谷值0％步态。发现行人所受到的伤害总值较为固定，按步态和碰撞位置的不同，所造成的结果不同。　　在对应急步态的研究中，发现行人有很强的应急减速能力，由此引申出对行人速度特性的分析，发现正常行走和行人与案例中的行人存在一定区别，且行人速度特征具有群体性，多变性和应急性。在紧急情况下行人可充分利用加减速能力以及紧急避让等行为规避碰撞，当无法避让时，还可通过加强自身防护，增加与车辆相对接触以及抱头滚动等应急方法来有意识的科学的减少损伤。　　本研究的诸多成果针对人车碰撞事故中的行人损伤防护具有实际意义，同时在车辆主、被动安全技术的研究开发等方面也具有重要理论及实际意义。
作者：	查爱民
专业：	机械工程
导师：	邹铁方;陈强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2021