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交通事故重建有哪些新技术?对事故调查有哪些作用?
来源:  交通言究社    发布时间: 2018-07-07 09:52:25    您是第0位浏览者

对已经发生的交通事故,尤其是重大交通事故,往往需要对事故发生过程进行重建、再现分析、统计研究等,从而为交通事故的处理和预防提供必要依据。那么,重建道路交通事故有哪些新技术?未来,事故重建的技术会如何发展?请看广东警官学院治安系副主任、教授张新海的观点。

重建道路交通事故对公安交管工作有哪些作用?

1正确认识道路交通事故重建

道路交通事故重建是指具有道路交通事故处理职责和相关专业资质人员,根据交通事故现场证据(现场散落物、肇事车辆痕迹及其损坏情况、车辆碰撞点及停止位置及状态、当事人伤情、当事人和目击者陈述、行车记录仪数据等)与非现场证据(鉴定结论、监控录像、GPS信息、手机信息、云端等信息)等调查获取的各类证据材料,对道路交通事故作出的系统分析与科学推断,并对道路交通事故发生过程依据运动、碰撞、应变、视频、色彩等形成原理进行呈现的过程。道路交通事故重建不研究事故为什么会发生,只关心事故发生的过程。

不同时期,事故重建结果呈现的形式不同,随着模拟仿真技术的发展,现代道路交通事故重建结果通常以二维图形、三维图形或虚拟现实VR的形式进行呈现。 

道路交通事故重建涉及运动学、碰撞力学、材料力学、交通行为学、生物力学、车辆工程、道路工程、模拟仿真、侦查学、证据科学以及数字射影技术等相关学科。由此可见,道路交通事故重建工作确实是目前交管业务当中技术含量比较高、难度比较大、对人员素质要求比较高的工作。

2重建道路交通事故对公安交管工作意义重大

重建道路交通事故的前提是对道路交通事故过程有比较全面、清晰的认识,科学、客观地重建道路交通事故过程,对于目前交管工作而言意义重大。主要表现为以下几个方面:

一是可以帮助执法人员科学认识事故发生的过程,正确分析道路交通事故成因,科学认定交通事故责任;

二是可以提高道路交通事故执法办案的科学性与公正性,提高交通事故认定的的质量,提高执法办案部门的公信力和权威性;

三是每起道路交通事故重建的结果都是一部典型、生动的交通安全宣传教育材料,可以帮助不同的交通参与者正确参与交通、科学使用交通工具,有效预防道路交通事故的发生;

四是可以提高交通事故处理业务的水平,增强执法办案的可视化效果,有助于办案人员与当事人、执法监督部门、法官、保险部门等相关人员进行沟通和交流;

交通事故重建技术的发展历程是什么样的?

回顾整个汽车工业发展历程,在不同时期,机动车安全技术水平以及典型安全装置有较大不同。

❖ 在汽车工业初期,汽车安全装备中以被动安全装置为主,这一时期交通事故重建主要依赖于地面上勘查获得的各种痕迹物及散落物,事故信息主要依附于车体、轮胎与路面上,事故调查人员利用运动学原理、碰撞分析原理来分析重建事故过程。

❖ 现在,随着汽车主动安全技术的发展,越来越多的ECU(Electronic Control Unit)在汽车上被广泛使用,如制动防抱死系统ABS、制动力分配系统EBD、牵引力控制系统ASR、车身稳定控制系统ESP等装置,轮胎在路面上的痕迹越来越少、越来越不清晰、越来越难提取;同时,电子控制装置也时刻影响着汽车的运行状态,汽车每个轮胎与地面之间的作用力大小和方向随时都在改变,传统的事故分析方法失去应有的效能;与此同时,各类ECU计算的数据在汽车内得以记录和保存;EDR (Event Data Recorder:事件数据记录器)可以为道路交通事故重建提供更加丰富和精确的数据支持,为道路交通事故重建工作带来新的机遇。

目前,车辆交通活动中有众多的车载电子证据,主要包括事件数据记录器EDR数据、汽车行驶记录仪数据、行车记录仪数据及车载多媒体数据等,这些载体都客观、全面、准确地记录道路交通事故有关的信息,将来都会成为道路交通事故重建的重要信息来源。

即便是在恶劣条件下,车载电子设备的数据仍然可以获取,例如,一些重型车辆发生剧烈事故后着火、车体严重变形、车内一些零部件损坏严重、甚至被烧焦等,由于芯片存在,这些芯片里面记录了当时事故发生时的客观数据,有了这些准确的数据信息,我们可以借助一些功能强大的事故重建平台,如PC-Crash、Virtual Crash等重建道路交通事故过程,科学重建事故发生时的情形。

目前,国家也赋予了公安交管等相关执法部门利用车载电子证据进行事故调查、检验鉴定的职责,主要依据如:

《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定:用于公路营运的载客汽车、重型载货汽车、半挂牵引车应当安装、使用符合国家标准的行驶记录仪;

《道路运输车辆动态监督管理办法》规定:用于公路营运的载客汽车、危险货物运输车辆、半挂牵引车以及重型载货汽车(总质量为12吨及以上的普通货运车辆)应安装、使用具有行驶记录功能的卫星定位装置;

《机动车运行安全技术条件》GB7258-2017 规定:校车、公路客车、旅游客车、危险货物运输车、半挂牵引车和总质量大于或等于12000kg的其他货车需要安装符合标准的行驶记录仪或具有行驶记录功能的卫星定位装置; 

❖ 在未来,随着汽车智能安全技术ADAS的发展,车辆上会有更多可采集的信息,这些信息对提高交通事故重建的水平将会发挥更大作用。未来随着汽车的网联化与智能化,交通事故调查取证的数据可能在云端。可以看出,获得道路交通事故重建所需要的信息,过去只能通过勘查轮胎、地面、车体等方式进行采集,现在主要通过汽车主动安全装置ECU记录的电子数据获取,而未来则通过云端即可采集获得。

交通事故重建有哪些新技术?

这里主要介绍2010年以来,全球出现并应用的10个方面的交通事故重建新技术:

1事故现场点云数据辅助事故重建技术

利用三维扫描技术对交通事故现场进行扫描,是国外重大交通事故现场勘查普遍采用的现场勘查技术。利用该技术可以在短时间内(一般20分钟左右)获得事故现场比较客观、全面的图像数据,利用这些现场扫描的数据,可以十分逼真地重建交通事故过程。

2汽车主动安全装置工作过程模拟

现代汽车装备了越来越多的主动安全装置,在事故预防与减少伤害中发挥了重要作用。事故发生后,重建道路交通事故就必须模拟事故发生时车辆的运动情形,而利用传统的方法是无法实现的。一些事故重建系统(如PC-Crash)开发了汽车主动安全装置的功能模块,有效模拟装备有ABS、AEB、ACC及ESP等系统起作用时汽车的运动情况。这些软件里建立的这些模块,可以设定主动安全装置的工作频率等工作参数,另外还可以根据系统给出的模块自行设计出active safety主动安全装置。

3EDR(事件数据记录器)数据辅助乘用车事故重建

通过EDR(事件数据记录器)采集的数据比较客观、精确,因此在欧美国家已经普遍使用车载电子证据、EDR数据来辅助事故重建。在欧美每年都有EDR高峰论坛(EDR Summit,CDR│EDR Summit,CDR Users Summit),在论坛中一定有关于EDR(事件数据记录器)数据辅助乘用车事故重建的相关内容。目前,国内也有公司开发了名为“汽车取证大师”的技术,通过新一代取证技术对车辆数据进行全面提取,让汽车电子数据取证更高效。

4EDRfinder 辅助获取EDR数据技术

利用BOSCH CDR TOOL获取碰撞车辆事故数据时,通常会面临一个突出的困难,就是全球的汽车品牌、型号太多,无法确定CDR是否支持某个车型,也很难准确知道使用CDR配备的某一条专用数据线和转接头,甚至无法准确知道数据的接口在哪里等问题。为了解决这个问题,德国人发明了EDRfinder,来帮助事故调查人员通过录入车辆品牌、型号、出厂年份等信息,快速确定是否可以利用BOSCH CDR TOOL 来获取EDR数据,获取数据时使用的接头型号与专用数据线编号。通过这一个平台可以帮助事故调查人员加快数据调查进程,高效辅助道路交通事故重建工作。

5重型车辆HVEDR(Heavy Vehicles EDR)数据辅助事故重建

像小汽车和乘用车一样,大型客车、牵引车等实际上有很多ECU来记录汽车行驶的过程,如:Caterpillar 、Detroit Diesel、Mack、Cummins、Volvo、PACCAR等品牌的重型车辆,发生事故后ECU也会记录时间、车辆行驶速度、发动机转速、发动机负荷、制动状态、离合器状态及灯光使用情况等信息,利用这些数据也可以帮助事故重建师重建事故过程。

6EDR数据自动分析技术

通过BOSCH CDR TOOL获取的EDR数据量非常庞大,利用这些数据揭示车辆发生事故时的运动情况往往是一件非常专业和有挑战性的工作。EDR ANALYTICS系统平台,利用从EDR读取的车辆数据,特别是大型货车、牵引车以及大型客车的车载电子数据来自动分析车辆在事故时是如何行驶的、驾驶人操作了哪些动作等,然后自动生成分析报告。

需要说明的是,前面我们介绍了EDR数据在道路交通事故重建工作中有其自身的优越性,但EDR数据也存在一定的局限性,主要表现在以下几个方面:

一是EDR数据仅是交通事故现场数据的其中一种,不宜过分夸大其作用;二是人、车、路、环境等因素中,仅有关于车辆一方面的部分信息; 三是EDR数据中不包含车辆材料性质的有关信息(如附着系数、车身摩擦系数等); 四是不包含车辆位置、车辆行驶监控录像等信息;五是不包含驾驶人感知、判断与反应的信息; 六是EDR数据有延迟,也有误差。

应用EDR数据需要从事故过程的全局分析数据包含的意义,否则容易得出错误结论。 

7不同道路环境与照明条件下的事故重建技术

为了使交通事故重建的结果不仅符合车辆碰撞时的运动情况,还需要符合事故发生时的环境变化情况,PC-Crash从11.0版本开始,允许事故重建人员根据事故发生的地点和时间,通过谷歌与必应地图,就可以知道事发时天气情况及阳光相对于交通事故环境的照射方向、事故发生时环境的明暗程度,并可将车辆、路灯杆与行道树当时的阴影呈现在地面上。这样,使事故重建结果更加符合事故发生时的情景,也有助于事故调查人员判定交通事故现场哪些痕迹是真实的,哪些痕迹是容易造成误解的。

8重建平台支持Google地图数据 

目前,无论是PC-Crash还是Virtual Crash均全面支持谷歌地图数据,可以直接将地图数据导入重建系统,无论是平面的还是三维的,由此可以帮助事故重建师提高事故重建的效率。

93D场景任意切换技术 

场面比较大的交通事故现场,人们往往需要从不同地点、不同高度、不同位置、不同视角了解事故过程,例如可以以旁观者的角度,也可以从驾驶人角度,可以从空中俯瞰,也可以从转弯处观察事故发生的过程。PC-Crash三维显示窗口支持从任意位置和视角显示交通事故的演变过程。

10实验测试及案例数据在线支持技术

奥地利DSD公司研发的PC-Crash事故重建系统目前集中了579宗他们曾经做过的试验验证的案例,这些案例包含各种事故形态,如果事故重建人员正在重建的事故过程属于其中某一种事故形态,系统提供了分析的方法和数据可供事故重建人员参考,典型测试案例包括照片、视频以及文字说明等信息。

未来,交通事故重建技术会如何发展?

未来,汽车的网联化、智能化、电动化、轻量化、共享化进程加快,交管业务将面临诸多挑战,未来汽车将携带更加丰富、更有价值的交通信息。传统事故调查与重建手段由于其精度差、经验型、效率低、获取成本高等不足,其应用的局限性越来越明显。而基于新技术、新智慧的手段正逐渐兴起,并得到推广应用。

在未来,事件自动检测、数据直接调取、图像自动捕捉、过程自动重建、动画自动生成将成为可能,主要体现在以下五个方面:

1ADAS助力事故自动重建技术 

在未来,先进的驾驶辅助系统ADAS(Advanced Driver Assistance System)将得到普及应用,利用安装于车上的各式各样的传感器,在第一时间收集车内外的环境数据,进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理,特殊事件(如交通事故)发生时的冻结数据,有助于提高事故重建水平。德国的科学家正在研究探索利用GIDAS数据根据事故形态和碰撞模型,让事故分析系统自动重建交通事故发生的过程,提高事故重建的效率,降低事故重建的成本。

2虚拟现实辅助事故重建技术

未来VR技术和AR技术对事故重建工作将带来很多挑战。未来,人们可以利用VR技术重建交通事故过程,VR技术带来的沉浸感会使事故重建结果更加逼真、更加生动,并可成为交通安全宣传教育的生动教材。目前,国外已经开始探索VR技术在事故重建工作中的应用。

3新一代EDR技术有助于提高事故重建水平

基于现在的EDR技术,EDR数据可以帮助人们进行事故调查、事故重建以及事故鉴定;但是, EDR技术也在不断发展,现在的EDR记录了车辆行驶速度、安全带、油门、刹车、灯光等车辆自身事故发生时的数据,未来汽车的EDR技术还将记录更多的数据,下一代的EDR技术将会记录车与车、车辆与周边车辆以及周边设施的通信数据,这些数据更加丰富,可以帮助人们提高事故重建的效率和水平。

4摩托车EDR数据辅助事故重建技术 

汽车有EDR数据,未来摩托车也可能采用EDR技术,前面已经介绍很多汽车EDR数据在事故重建工作中的优势。在交通事故重建工作中,重建摩托车事故是比较复杂、难度比较大的一项工作,如果摩托车有了EDR数据,对交通事故重建会带来更大的便利。目前日本川崎重工Kawasaki和庞巴迪Can Am已经尝试在摩托车上装备EDR,未来摩托车装备EDR之后,将会大大提高重建摩托车事故的效率。

5事故重建中的多体优化技术

对于汽车与汽车间的碰撞事故,PC-Crash研发的优化器(Optimizer)有效帮助初学者加快事故重建的进程,通过Linear Method 、Genetic Method、Monte Carlo Method对碰撞速度、碰撞点位置、碰撞点高度、接触面方向、车辆位置、车头方向、恢复系数、车体间摩擦系数等8个参数进行优化。但对于重建摩托车与行人事故则大不相同,摩托车和行人在事故重建过程中是作为多刚体进行分析处理,系统研发的优化器(Optimizer)失效,事故重建的过程是基于事故重建人员根据经验和对事故过程的理解进行反复调试,重建过程艰辛漫长,也很难获得最优的事故重建结果。事故重建科学家经过研究,正试图解决多刚体碰撞的优化问题,并取得技术突破,未来PC-Crash将可实现对行人碰撞事故的优化运算,提高事故重建的成效。

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