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行人与汽车碰撞中头部伤害与保护的研究
作者： 乔维高， 朱西产， Qiao Weigao， Zhu Xichan
作者单位： 乔维高,Qiao Weigao(武汉理工大学汽车工程学院,430070,武汉市)， 朱西产,Zhu
Xichan(中国汽车技术研究中心,300162,天津市)
刊名： 农业机械学报
英文刊名： TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY FOR AGRICULTURAL MACHINERY
年，卷(期)： 2006，37(9)
引用次数： 2次
参考文献(3条)
1.王心田.洪善桃.翁智远 在冲击荷载作用下弹塑性薄板的非线性动力响应 1985(3)
2.TNO Automotive Theory manual (MADYMO V6.1) 2003
3.Ali S Al-Ghamdi Pedestrian-vehicle crash and analytial techniques for stratifies contingency
tables 2002(2)
相似文献(10条)
1.期刊论文 范艳辉.许洪国.董金松.FAN Yan-hui.XU Hong-guo.DONG Jin-song 汽车行人碰撞接触中行人运动学
规律仿真研究 -中国安全科学学报2009,19(1)
基于交通事故模拟分析PC-Crash软件及其内嵌多体系统动力学分析MADYMO模块,建立并验证了车辆多体模型和行人多体模型;对汽车与行人碰撞接
触阶段的行人运动学具有较大影响的因素展开广泛分析,并构建汽车行人碰撞仿真试验方案;通过选取对汽车与行人碰撞接触阶段具有较大影响的因素
作为仿真试验的自变量,对不同碰撞环境下汽车与行人碰撞接触过程中的行人运动学规律(包括运动姿态和对应的碰撞车速阈值)进行深入研究;汽车行
人碰撞仿真与真实事故以及碰撞试验对比具有较好的规律吻合性和一致性.研究表明,笔者采用的计算机建模仿真方法在汽车行人碰撞运动学研究中具
有实用价值.
2.会议论文 郑巍.王宏雁.徐敦舸 汽车正面碰撞整车碰撞性能的评价方法 2001
汽车发生正面碰撞的概率在整个碰撞事故中约占40﹪左右,为各种碰撞形式之首.因此,如何评价汽车在正面碰撞过程中的整车碰撞特性,在汽车安
全性研究中就显得格外重要.本文详细讨论了评价汽车正面碰撞整车碰撞性能的三个重要因素--乘员的伤害指标、结构性能/乘员舱的刚性、约束系统
性能/假人的运动情况,并给出了相应的评价标准和范例.
3.学位论文 董德刚 汽车安全带动态碰撞设备的策划和检验方法的研究 2007
随着汽车的保有量将与日剧增，汽车已成为人类现代生活中不可缺少的交通工具，它在给人们带来极大方便的同时，也因交通事故给人们的生命
和财产带来极大的损失，汽车安全性已成为一项重要的研究课题。同时，在我国加入世界贸易组织组织后，汽车整车及其部件产品的进出口日益频繁
，越来越多国家对汽车部件尤其是汽车安全带都规定严格的标准，由于这些法规及其检测方法都或多或少有些差异，这就对不熟悉相关标准的企业在
进出口方面带来极大不便。在中国，政府对汽车安全带质量非常重视，并在2001年将其列为首批强制性认证的汽车部件<'[1]>，这意味着：没有通过
国家指定的检测中心检验和国家指定的认证机构认证的汽车安全带产品，将不得在中国销售。并于2003年底，对汽车安全带标准进行了换版工作，标
准更严格，可见对汽车安全带标准和检测方法的理解及掌握非常重要。而国内多数汽车安全带企业建厂时间短、技术力量和检测力量还不足，对国内
外汽车标准和测试方法及容易出现的质量问题也不是很了解，这样就无法确保产品满足国内外市场的要求，也就无法在国内及国际的汽车安全带市场
上站稳脚跟。由此看来，学习国内外的现行标准并有一套完备的检测手段非常重要。 能否满足标准，试验是一种准确可靠且必不可少的研究方
法，尤其是安全带检测中最后的动态碰撞试验非常重要，它能相对真实反映在碰撞过程中驾驶员的响应和汽车安全带的质量和性能，了解汽车安全带
的变形状况和结构工艺的不足之处。同时，试验也为更先进的计算机仿真分析提供实验参数和对仿真的结果进行验证，二者是相辅相成的，在国内
，计算机仿真对于汽车部件来说还处于起步阶段，检测是对计算机仿真的准确性最有效的验证手段。 结合汽车实车碰撞试验研究和计算机仿真
技术的特点，在完成汽车安全带基本构造分析后，我们中汽认证中心模拟碰撞试验室工作人员在借鉴国内外同类其它安全带动态碰撞试验台的基础上
，自行策划并筹建了动态模拟试验台，该试验台结构简单，成本低廉，使用方便，非常适合中国现状，为汽车安全带设计及检测，提供有利的保障。
4.会议论文 朱西产 汽车正面碰撞试验方法及其碰撞相容性的分析 2001
中国政府部门1999年10月颁布实施了CMVDR294<关于正面碰撞乘员保护的设计规则>,要求M1类乘人客车满足正面碰撞法规.由于各国正面碰撞试验
方法存在一定差异,主要有100﹪重叠率的刚性固定壁障碰撞试验和40﹪重叠率的偏置变形壁障碰撞试验两类评价方法.汽车碰撞过程中车身变形和乘员
的动力学响应均表现为非线性特性,碰撞安全性能的评价与碰撞方式密切相关.一个国家的碰撞试验法规对汽车生产企业的产品开发工作有很大的影响
力.汽车碰撞试验法规的现状和发展趋势是中国汽车行业关注的话题.本文介绍了国内外汽车正面碰撞试验方法、现有试验方法存在的问题及碰撞相容
性.
5.期刊论文 雷雨成.严斌.程昆 汽车的碰撞相容性研究 -汽车科技2004(1)
阐述了汽车碰撞相容性的概念和研究目的,并用简单的模型进行了理论分析,提出了改善相容性的一些措施.
6.学位论文 张立存 高速汽车弯道前方碰撞预警算法的研究 2004
高速汽车前方碰撞预警系统可通过对道路交通环境的检测，及时地向驾驶员提供声光警示信号，有效地辅助驾驶员避免可能产生的追尾碰撞事故
，提高车辆行驶的安全性，近年来已成为汽车智能辅助驾驶系统研究的热点。 论文首先详细分析了现有的驾驶员最优预瞄加速度决策模型及其
存在的评价指标平台效应问题，分别建立了基于Sigmoid函数的驾驶安全性、合法性、轻便性和工效性评指标模糊隶属度函数。然后基于驾驶员最优预
瞄加速度模型中的“稳态预测”假说，建立了高速汽车弯道前方碰撞预警算法。最终进行了高速公路多种工况的碰撞预警仿真。 论文的创新之
处在于综合考虑了汽车运动特性和驾驶员行为特性，提出了汽车纵向与横向综合预测算法并虚拟弯道检测算法，实现了汽车在直道和弯道工况下的前
方碰撞预警算法。 汽车的出现无疑给人们的生活带来巨大的便利，但频繁的交通事故、惨重的人员伤亡和巨大的财产损失使汽车交通安全问题
日益成为人们关注的焦点。与以安全带和安全气囊为主要设施的汽车被动安全性研究相比，汽车主动安全性的研究对解决汽车交通安全问题起着更大
作用。汽车主动安全性研究不但是指汽车的操纵性能、制动性能等汽车本身性能品质的研究；也指借助智能控制技术、信息通信技术、计算机技术等
建立智能辅助驾驶系统帮助驾驶员驾驶汽车，以提高汽车行驶的安全性。汽车碰撞预警系统更是智能辅助驾驶系统的研究热点之一。 汽车碰撞
预警系统是一种驾驶员警示系统，它能感知道路交通环境中潜在的危及本车安全的信息并通过声光信号等给予驾驶员警示作用，从而弥补驾驶员感官
能力的不足，帮助驾驶员避免可能产生的交通事故，提高行车的安全性。汽车碰撞预警系统是先进车辆控制与安全系统
(AdvancedVehicleControlandSafetySystem，AVCSS)的重要研究方向之一。汽车碰撞预警系统一般包括道路交通环境感知、安全逻辑判断和驾驶员安
全信息感知三个部分。其中道路交通环境信息感知部分包括本车运动状态参数如汽车速度、加速度信息的获得、前方行驶汽车运动参数如前车速度、
加速度的获得、与前方其它车辆之间相对位置关系如相对速度、相对距离的获得。安全逻辑算法部分主要根据道路交通环境感知部分获得的信息对本
车行驶的安全性进行判断，以便给出预警与否的信息并送给预警信息的驾驶员感知部分，预警信息的驾驶员感知部分则通过声光等信号警示驾驶员
，这样驾驶员就可以通过预警信息提前做出判断，避免交通事故的发生。 汽车的行驶受到驾驶员的指令动作、汽车本身的响应和道路对驾驶员
的影响三方面因素的限制。无论是对汽车本身性能品质的优化设计，还是对由“人—车—路”所组成的闭环系统的研究，都离不开一个准确而实用的
驾驶员模型。驾驶员模型的发展由来已久，自五十年代起，人们就开始对驾驶员的行为特点进行研究，并建立了多种驾驶员模型，总体上分为：方向
控制模型、速度控制模型和方向与速度综合控制模型。上述模型中有单一对汽车方向或速度进行控制的模型。也有对驾驶员驾驶过程中，如何改变方
向盘转角与油门踏板/制动踏板，实现方向和速度综合控制的模型，但其结构十分复杂，实时计算十分不方便。考虑以上各方面的原因管欣教授和郭孔
辉院士提出了“驾驶员方向与速度综合控制模型的研究”这一课题，并建立了驾驶员最优预瞄加速度模型。该模型详细分析了驾驶员操纵行为特性及
驾驶员、汽车和道路三者之间的相互关系。在驾驶员操纵行为特性和汽车动力学响应特性分析的基础上，综合预瞄跟随理论、广义预测控制理论、系
统模糊决策理论、非线性系统控制理论中的描述函数法和系统辨识理论，提出了驾驶员稳态预测动态校正假说，并以此建立了一个全面描述驾驶员如
何控制汽车油门踏板、制动踏板和方向盘转角的驾驶员方向与速度综合控制模型，收到了良好的效果。 本文首先详细分析了驾驶员最优预瞄加
速度决策模型，针对模型中存在的问题提出了改进的方法，重新建立了驾驶员最优预瞄加速度模型模糊决策环节的四个基本评价指标—驾驶安全性评
价指标、驾驶合法性评价指标、驾驶轻便性评价指标和驾驶工效性评价指标的隶属函数。仿真表明，改进后的模型消除了平台效应。在对驾驶员最优
预瞄加速度模型研究的基础上，综合考虑了驾驶员的行为特性和汽车的运动特性，并将之引入到高速汽车前方碰撞预警系统的研究中，开发了基于雷
达获取前方道路交通环境信息的高速汽车弯道前方碰撞预警算法，不但适用于高速公路的直道预警，而且适用于高速公路弯道预警。通过全文的理论
分析和数字仿真，总结有以下几个结论： 1、通常的高速汽车前方碰撞预警系统，都是由安装在汽车上的大量的传感器来获取道路交通环境信息
，成本昂贵。也有单纯依靠雷达为获取前方道路交通环境信息传感器的预警系统，但是这些系统很少综合考虑汽车的运动特性和驾驶员的行为特性
，因而只能适用于高速公路直道的预警，对高速公路弯道无能为力。针对这种情况，本文在对驾驶员最优预瞄加速度模型充分研究的基础上，综合考
虑了驾驶员的行为特性和汽车的运动特性，以雷达作为前方道路交通环境信息传感器，利用驾驶员最优预瞄加速度模型中“稳态预测”假说研制了高
速汽车弯道前方碰撞预警算法，由于成本低而更易于实用化。 2、传统的基于雷达的高速汽车前方碰撞预警算法由于无法分辨前方道路上不同汽
车所在的车道，因而无法对高速公路的弯道进行预警。本文在综合考虑驾驶员行为特性的基础上，提出了横向与纵向综合预测算法预测汽车行驶的轨
迹，并由此对汽车行驶的道路边界进行拟合计算。然后基于雷达信息提出了虚拟弯道检测算法，对雷达获取的前方不同车道的障碍物进行识别，得出
位于本车道内会对本车构成危险的车辆的相对位置和相对速度，最后根据驾驶员最优预瞄加速度模型中的模糊决策理论建立了一个安全性评价指标对
本车行驶的安全性进行判定。同时利用吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室所开发的二十九自由度车辆模型对所建立的预警算法进行了仿真试验
，仿真表明，所建立的模型能够达到弯道预警的要求。 3、在对驾驶员最优预瞄加速度模型的研究过程中，发现原有模型模糊决策环节的四个评
价指标中由于部分指标采用了分段函数作为隶属函数而导致评价指标的平台效应，进而影响到相对接近度指数出现平台效应，又由于计算机截断误差
的存在，导致相对接近度指数无法分辨绝对安全点的相对安全性和绝对危险点的相对安全性。因而，在数字仿真过程中出现了计算机随机取点的现象
。这直接影响到驾驶员最优预瞄加速度模型模糊决策环节评价指标的合理性。针对这种情况，本文提出利用Sigmoid函数在其定义域某一真子集上严格
单调的特性对评价指标进行改进，仿真表明，改进后的模型消除了平台效应。论文的创新之处在于综合考虑了汽车的运动特性和驾驶员的行为特性
，提出了汽车纵向与横向综合预测算法并虚拟弯道检测算法，研制了依靠雷达获取前方道路交通环境信息的高速汽车弯道前方碰撞预警算法。
7.期刊论文 葛如海.王群山.GE Ru-hai.WANG Qun-shan 汽车保险杠碰撞的数值模拟 -江苏大学学报（自然科学版
）2005,26(4)
根据保险杠低速碰撞试验规范的要求,应用ANSYS/LS-DYNA软件进行汽车保险杠碰撞数值模拟仿真,得到变形、速度、加速度、碰撞力等特征参数
,低速碰撞仿真中获得的这些参数可以作为保险杠结构设计的参考依据.利用台车进行保险杠的低速碰撞试验,对仿真结果与试验结果之间存在的误差进
行分析,仿真和试验结果都表明简易型保险杠在低速碰撞过程不能充分发挥其缓冲吸能作用并且发生压溃失效,而改进设计后的缓冲吸能式保险杠具有
较好的吸能特性和耐撞性能,在发生低速碰撞冲击时能很好地起到保护汽车其他元件的作用.
8.期刊论文 曹立波.张冠军.杨济匡.Cao Libo.Zhang Guanjun.Yang Jikuang 汽车前部与行人下肢的冲击实验评
价方法研究 -中国机械工程2007,18(5)
利用MADYMO软件数据库中的下肢冲击器模型进行了汽车碰撞计算机仿真,并利用一个生物逼真度较好的行人模型进行了汽车与行人碰撞计算机仿真
.将仿真结果除以相应的技术要求值得到各自的风险系数.依照风险系数的综合评价,可对不同汽车前部结构对行人下肢的碰撞性能进行排序.排序结果
表明,由下肢冲击器实验仿真得到的结果和由汽车与行人碰撞仿真得到的结果基本相符.将EEVC制订的下肢冲击器实验评价方法得到的实验结果按损伤
风险系数进行排序的方法,可用来进行汽车前部结构对行人下肢碰撞安全性能好坏的评价,但下肢冲击器实验依然存在一些不足需要进行改进.
9.期刊论文 许骏.李一兵.Xu Jun.Li Yibing 汽车-自行车碰撞事故中骑车人头部损伤仿真分析 -汽车工程
2008,30(8)
首先利用PC-Crash软件,建立自行车、骑车人和汽车模型,并在不同碰撞条件下进行汽车-自行车碰撞事故的计算机仿真.然后根据得到的碰撞过程
中骑车人头部加速度曲线来计算头部HIC值.最后利用所得的HIC值,分析了不同碰撞条件对骑车人头部损伤情况的影响.这为汽车-自行车事故的骑车人
保护研究提供了依据.
10.学位论文 李建新 汽车车身结构碰撞模拟计算 2005
随着汽车保有量的增加和车速的提高，汽车交通事故成为了危害人类生命安全的重大社会问题之一，其死亡人数已经超过了在战争中死亡的人数
。基于安全方面的考虑，我国于2000年制订实施了汽车被动安全法规《关于车辆正面碰撞乘员保护法则(CMVDR294)》，法规首次对车辆的碰撞安全性
提出了一些要求，由于我国此前无此相关法规的要求，所以造成许多汽车厂家要重新考虑汽车碰撞安全性的结构设计，在经济条件不允许做实车碰撞
试验的情况下，在碰撞模拟仿真的基础上改进汽车结构抗撞性也是一条行之有效的办法。 本文详细介绍了碰撞有限元基本理论和有关算法，涉
及到的内容包括有限元求解控制方程、单元离散、沙漏模态控制、时间积分、材料模型和应力修正、薄壳单元算法以及接触碰撞界面算法等。
计算机仿真研究是现代汽车碰撞研究的重要方法，所使用的碰撞模拟软件众多，本文介绍了包括LS-DYNA在内的几种常用汽车碰撞模拟软件及前后处理
器，其中对本次碰撞模拟选用的LS-DYNA的功能特点作了详细介绍。 本文以某一车型为例，在前处理器FEMB中建立碰撞汽车的三维实体模型，其
中模型包含弹簧阻尼等零件和一些零部件的不同联结方式，然后对实体模型进行有限单元划分，对不同的零部件选取不同的材质、单元类型和单元算
法。 本文应用非线性有限元理论，利用LS-DYNA软件分别对汽车与刚性墙和移动壁障进行了碰撞仿真，从中发现了汽车碰撞的一些基本特征和碰
撞参数，在此基础上对不同初速度的完全正面碰撞和不同碰撞角度的侧面碰撞两种情况进行了模拟仿真，分析在这两种情况下碰撞参数的一些变化规
律以及缘由。最后对基于汽车碰撞安全性的结构改进和后续工作提出了一些意见。
引证文献(2条)
1.李发宗.李传志.訾琨 汽车对儿童行人碰撞事故再现的研究[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2008(4)
2.雷刚.刘先觉 行人头部与发动机罩碰撞的动力学分析[期刊论文]-重庆工学院学报（自然科学版） 2007(10)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_nyjxxb200609008.aspx
下载时间：2010年3月23日
