基于PC-Crash的路段车辆侧撞模拟仿真开题报告

全文总字数：3039字

1. 研究目的与意义

研究目的：基于对道路行车特性、汽车特性和车辆碰撞力学特性的分析以及多刚体动力学模型参数的敏感度分析，结合车辆侧撞的实际案例，通过利用PC-Crash仿真软件进行事故再现，并对仿真结果的精确度进行评价，以得出仿真结果评价的标准、确定侧撞事故中重要参数的取值及其影响权重。

研究意义：交通事故不仅为社会带来了十分巨大的经济损失，同时也成为了威胁人们生命安全的顽疾。其中，路段车辆侧撞的交通事故，则是当前道路交通事故中最为常见也是最为典型的交通事故类型。本文利用PC-Crash模拟仿真软件进行道路车辆侧撞事故的再现与分析，反推出事故过程及事故前车辆运行状态，且通过对仿真结果与实际情况的一致性研究，以得出仿真结果评价的标准、重要参数的取值及权重分析，选取出影响车辆侧撞事故的主要影响参数，为其他事故分析人员提供参考。

2. 国内外研究现状分析

国内外的交通事故再现及研究主要集中在两个以下方面：交通事故再现分析软件系统的开发及成熟的模拟仿真软件的应用。 关于交通事故再现分析软件系统的开发方面，美国从70年代就开始用计算机进行各类交通事故的分析，主要涉及smac、crash、edcrash及edsmac等。其中smac是事故仿真软件的代表，其求解过程涵盖了牛顿定律与数值积分。crash求解碰撞过程则主要利用了能量守恒定律和动量守恒定律。奥地利的h. steffan博士开发了pc-crash软件，是广泛应用于模拟交通事故的仿真系统，其将madymo的人体模型引入了车与行人碰撞的交通事故的分析过程中。除此之外，法国的inrets还研制出了anac，其不仅开发了微机版本，并且研发出增强型的工作站版本。其通过使用多体系统的车辆模型，实现了动画仿真，且日本jari也推出了jadacs软件。

而成熟的模拟仿真软件的应用方面，清华大学的李一兵教授对pc-crash的原理进行研究，实现了交通事故的二维仿真，且开发出软件3d player，并最终证明用此系统进行模拟分析的结果与pc-crash的运行结果基本一致；吉林大学的许洪国教授开发出了道路交通事故三维仿真模块，使其允许用户在构造的虚拟环境中改变参数以取得仿真效果，并用三维动画进行演示，同时吉林大学早就在事故鉴定方面进行pc-crash的应用，并验证了其再现准确度可达到95%以上；上海交通大学金先龙教授用轨迹优化的方法实现了交通事故的三维仿真，并通过对典型的有清晰轮胎印迹的交通事故案例的模拟验证了该方法的有效性；同济大学汽车学院王宏雁教授通过对pc-crash中特征参数的影响权重及影响分类的分析，提取关键性因素，寻求减小误差的方法；林庆丰、许洪国等人利用pc-crash建立虚拟仿真碰撞试验场，建立了车辆行人侧碰、后碰、刮擦、自行车或骑车人的抛距模型和车辆行人高速碰撞模型等。

关于pc-crash模型与理论基础方面的研究也一直在进行，td. day将phase4模型与hve仿真平台接口，不仅消除了小角度的假设，而且拓展了轮胎模型，使其最终形成了edvds模型。herman等人将madymo与pc-crash结合，利用其内部模型及软件本身的特性，实现了对行人及乘员在交通事故中的运动响应的仿真模拟。奥地利的steffan等人利用pc-crash和madymo软件的耦合功能，通过pc-crash对车辆碰撞前后的运动过程进行仿真，然后将模拟所得的结果导入madymo软件中，再对约束参数进行定义，并将仿真的结果再重新导入进pc-crash中，进行进一步的分析，最后对pc-crash在事故模拟时的准确度进行验证，结果其准确度比较理想，同时证实了其可行性与有效性，并对其局限性进行了初步的探讨。

3. 研究的基本内容与计划

一、主要研究内容方案拟定

1、路段车辆侧撞动力特性分析

在道路行车特性（汽车在道路上行驶的特有性能）分析的基础上，研究汽车行驶与道路的关系以及对道路路线设计的要求，包括各类汽车类型性能、行驶时力平衡、动力特性、制动与安全性等。研究事故发生前、中、后，各阶段车辆之间的碰撞力学关系。

4. 研究创新点

本次实验将研究道路行车特性、汽车行驶与道路的关系以及对道路路线设计的要求，通过PC-Crash对路段车辆侧撞事故进行再现分析与参数的敏感性分析，得出仿真结果评价的标准、确定侧撞事故中重要参数的取值及其影响权重，从而得到影响路段车辆侧撞事故的主要参数，为其他事故分析人员提供参考。