汽车—电动自行车碰撞事故分析及骑车人头部损伤防护研究

论文摘要

骑电动自行车人作为道路交通使用者中的易受伤害群体,事故发生率较高。汽车-电动自行车碰撞事故中,骑车人颅脑损伤占身体各部位损伤总数比例仅次于下肢,是造成死亡的主要原因。针对我国道路交通环境和交通模式开展汽车与电动自行车碰撞的事故分析和防护技术研究是目前我国道路车辆交通安全领域急待解决的重要科技问题,也是推动社会进步的一项重要工作。本文旨在研究骑车人颅脑损伤机理及车辆前部结构导致损伤的设计参数。进而为颅脑损伤防护探讨改进车辆前部安全性能的可行的途径。为此目的,首先研究了人体颅脑的解剖学结构,总结了颅脑主要损伤形式和损伤机理,并列出了现有的主要颅脑损伤评价标准;开展了深入的电动自行车事故调查研究,总结了深入的电动自行车事故调查的关键数据和调查方法;通过对长沙地区一起典型的汽车-电动自行车碰撞事故采用MADYMO软件进行事故重建,再现了汽车与骑车人碰撞动力学响应过程,仿真结果与实际事故情况比较,验证了仿真方法和模型的可行性和准确性。借助计算机仿真模型,针对影响骑车人颅脑动力学响应的主要因素:汽车碰撞速度和车辆前部结构进行参数研究,研究了不同参数对骑车人颅脑损伤的影响。为我国道路弱势群体的安全法规的制订和骑车人颅脑损伤防护技术提供依据。参数分析表明,汽车碰撞速度、发动机罩前缘高度和保险杠高度对骑车人颅脑损伤有显著的影响;汽车-电动自行车碰撞发生时,若汽车碰撞速度在40km/h以上将极易导致骑车人颅脑严重损伤,从而城市道路特别是行人密集区域最好对汽车进行限速;尤其对于轿车,适当地提高其发动机罩前缘高度和降低保险杠高度可以有效地降低骑车人颅脑损伤的风险。本文研究方法和研究结果对于指导道路弱势群体损伤研究和车辆安全性设计有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 国内法规综述
• 1.4 课题来源及研究内容
• 第2章 颅脑损伤生物力学
• 2.1 人体头部解剖学结构
• 2.2 颅脑主要损伤形式及损伤机理
• 2.2.1 颅脑主要损伤形式
• 2.2.2 颅脑损伤机理
• 2.3 颅脑损伤评价准则及耐受限度
• 2.4 本章小结
• 第3章 深入的交通事故调查研究
• 3.1 深入的电动自行车事故数据
• 3.2 深入的电动自行车事故调查方法
• 3.2.1 深入的电动自行车事故调查基本流程
• 3.2.2 深入的电动自行车事故调查方式
• 3.3 本章小结
• 第4章 汽车－电动自行车碰撞事故重建研究
• 4.1 事故信息
• 4.2 模型建立
• 4.2.1 汽车模型
• 4.2.2 骑车人模型
• 4.2.3 电动自行车模型
• 4.2.4 电动自行车事故重建流程
• 4.2.5 仿真参数设定
• 4.3 汽车－电动自行车碰撞事故动力学响应
• 4.3.1 相关参数定义
• 4.3.2 骑车人头部动力学响应
• 4.4 结果分析和讨论
• 4.5 本章小节
• 第5章 汽车相关参数对骑车人颅脑损伤影响的研究
• 5.1 汽车－电动自行车多刚体模型的建立
• 5.1.1 电动自行车－骑车人模型
• 5.1.2 汽车模型
• 5.1.3 汽车－电动自行车－骑车人碰撞模型
• 5.2 参数设计
• 5.2.1 汽车行驶速度参数设计
• 5.2.2 汽车类型及汽车前部结构尺寸参数设计
• 5.2.3 参数真值及分析研究方法
• 5.3 参数结果分析和讨论
• 5.3.1 汽车速度的影响
• 5.3.2 汽车前部结构参数的影响
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录