车辆事故紧急呼救技术及伤害程度评价的研究

论文摘要

我国交通事故紧急救援的现状与发达国家差距巨大,主要表现在没有一套系统的交通事故处理办法;也没有一套完善的紧急救援体系;救援人员的专业化水平不高;救援设施不齐全等。本文针对国内紧急救援落后的现状,分析国外的研究成果,对车辆事故紧急呼救技术及车辆事故伤害程度的评价进行研究。分析了车辆事故紧急呼救系统的信息用户主体和信息需求。为实现用户主体对事故信息的需求,介绍了车辆事故紧急呼救系统的组成结构,提出事故伤害评价研究和系统总体框架的目标。对车辆碰撞中的车辆损坏评价指标,人体损伤机理,头部的损伤标准、胸部的损伤标准、下肢的损伤标准等进行了介绍。分析了人体头部、颈部、胸部及腿部等评价指标和伤害概率的关系,并介绍了其在车辆事故紧急呼救系统中的应用。介绍了碰撞中的车辆损坏评价模型,得到车辆碰撞速度和车身变形量的关系。对板壳力学中的薄板理论进行了简要的阐述,详细介绍了近似求解薄板振动问题的方法——伽辽金法;并用该方法对汽车挡风玻璃受前排乘员头部撞击的振动问题进行求解,得到挡风玻璃的近似固有频率。根据振动力学理论和复合材料力学相关知识,建立了车辆正面碰撞事故乘员头部撞击挡风玻璃的动力学模型,得出了人体头部撞击加速度和挡风玻璃变形的频率特性,并分析了影响乘员头部碰撞损伤程度的主要因素。在搜集整理有关车辆事故的统计数据的基础上,对各种形态的车辆事故的特点做了归纳总结,便于把握车辆事故分析的重点,从而更有针对性研究车辆事故。介绍了交通事故分析软件PC-Crash的原理、计算方法及一些主要特性。根据案例的有关参数,利用PC-Crash软件建立了车辆正面碰撞模型并进行模拟分析。研究了轿车正面碰撞事故车内乘员的运动学和动力学响应过程,分析了与人体伤害部位相关的动力学参数及乘员头部伤害指标HIC值、胸部3ms内的加速度等伤害指标。通过模拟结果与试验结果对比,表明利用根据实际参数建立的车辆、乘员模型,进行的PC-Crash模拟分析是车辆事故伤害机理研究的有效途径。利用安全部件模拟碰撞试验系统,根据GB 14166-2003分别进行了滑车以速度为20km/h和30km/h的模拟碰撞试验,测取碰撞过程中滑车的碰撞加速度信号,利用Labview程序处理得到碰撞过程的速度变化量。试验结果表明在车辆事故紧急自动呼救系统中应用速度变化量作为事故伤害程度评价指标是可行的。设计了车辆事故紧急自动呼救决策流程,阐述了车辆事故紧急救援的实施过程和具体实施办法,由此建立了车辆事故紧急呼救系统的总体框架,并对一案例在该框架内的实践进行了分析,说明了车辆碰撞过程采集处理得到的速度变化量信息在该框架中的应用。本文研究建立的车辆事故伤害程度评价模型和车辆事故紧急自动呼救系统总体框架为车辆事故紧急救援的响应、决策和组织实施提供了理论依据和信息平台。救援人员根据紧急呼救信息可以及时掌握事故的时间、地点、车辆和乘员的伤害程度情况,为车辆事故紧急救援的顺利实施提供保证,为伤员急救提供宝贵的时间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 车辆事故紧急救援系统概述
• 1.1.1 通信联络系统
• 1.1.2 交通运输系统
• 1.1.3 抢救组织
• 1.2 车辆事故紧急救援国内外发展现状
• 1.3 车辆事故紧急自动呼救技术简介
• 1.4 车辆事故紧急自动呼救技术国内外研究现状
• 1.4.1 国外现状
• 1.4.2 国内现状
• 1.5 本课题研究目的和意义
• 1.6 本文研究的主要内容
• 第二章 车辆事故紧急呼救系统的信息需求分析
• 2.1 车辆事故紧急呼救信息的用户主体
• 2.2 车辆事故紧急呼救系统的信息需求分析
• 2.3 车辆事故紧急呼救信息的处理流程分析
• 2.4 车辆事故紧急呼救系统的结构分析
• 2.5 本章小节
• 第三章 车辆事故伤害及其评价标准
• 3.1 车辆碰撞车身损坏及其评价指标
• 3.2 车辆碰撞人体伤害及其评价指标
• 3.3 本章小节
• 第四章 车辆事故伤害评价模型研究
• 4.1 车辆碰撞车身损坏评价模型
• 4.1.1 车辆正面碰撞事故车辆损伤评价模型
• 4.1.2 汽车对汽车的一维碰撞
• 4.1.3 追尾碰撞
• 4.1.4 二维碰撞
• 4.2 乘员头部撞击挡风玻璃动力学响应分析模型研究
• 4.2.1 抽象物理模型构建
• 4.2.2 基于薄板理论的挡风玻璃振动分析
• 4.2.3 头部撞击的振动分析
• 4.2.4 模型参数的确定
• 4.2.5 头部撞击损伤影响因素分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 车辆事故伤害特点分析
• 5.1 车辆事故伤害流行病学分析
• 5.2 事故人体伤害特点分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 基于 PC-Crash的车辆事故伤害模拟分析
• 6.1 常用事故分析软件概述
• 6.2 PC-Crash软件介绍及其计算方法
• 6.3 PC-Crash软件的算法原理
• 6.3.1 概述
• 6.3.2 碰撞模型
• 6.3.3 PC-Crash中的人体模型
• 6.3.4 目前人体模型的局限性
• 6.3.5 PC-Crash软件中人-车模型的交互作用
• 6.4 基于 PC-Crash的车辆碰撞事故模拟分析
• 6.4.1 案例描述
• 6.4.2 汽车模型的建立
• 6.4.3 乘员人体模型的建立
• 6.4.4 碰撞过程模拟
• 6.4.5 模拟结果分析对比
• 6.5 本章小节
• 第七章 车辆模拟碰撞信号采集处理试验研究
• 7.1 碰撞试验方法及步骤
• 7.1.1 试验设备
• 7.1.2 试验方法
• 7.1.3 试验步骤
• 7.2 试验结果及其分析
• 7.2.1 试验数据
• 7.2.2 碰撞信号处理分析
• 7.3 本章小节
• 第八章 车辆事故紧急呼救系统总体框架研究
• 8.1 车辆事故紧急呼救系统决策流程设计
• 8.2 车辆事故紧急救援实施方案
• 8.2.1 车辆紧急救援
• 8.2.2 伤员紧急救护的步骤
• 8.2.3 院前急救的实施办法
• 8.2.4 院内急救的实施办法
• 8.3 车辆事故紧急呼救系统总体框架构建及其实践分析
• 8.3.1 车辆事故紧急呼救系统总体框架构建
• 8.3.2 车辆事故紧急呼救系统总体框架的实践分析
• 8.4 本章小节
• 第九章 总结与展望
• 9.1 本文的主要研究工作
• 9.2 论文的主要创新点
• 9.3 未来研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 博士期间发表的论文