Анализ методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей

Вестник ДГТУ. Технические науки. № 14, 2008. -I-

УДК 629.047 Э.З. Батманов

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОДЕЖИ ПАСС: АВТОМО

В статье проведены анализ существующих методов оценки пассивной безопасности легковых автомобилей, в том числе комплексных методов с использованием обобщающих оценочных коэффициентов, выявлены их основные недостатки и направления совершенствования.

В настоящее время большая роль в разработке и внедрении мероприятий по повышению пассивной безопасности автомобилей отводится использованию методов оценки условий и последствий дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на базе анализа реальных ДТП. При этом возникает вопрос, какие способы и технологии использовать при сборе и анализе ДТП? С другой стороны, выделяемые на совершенствование пассивной безопасности автомобилей финансовые и материальные ресурсы, как правило, ограничены. Поэтому намечаемые для реализации мероприятия должны быть экономически обоснованы и максимально эффективны при наименьших затратах материальных и трудовых ресурсов. Желательно при этом иметь окупаемость намечаемых мероприятий при их внедрении. Для этого необходимо использовать методы технико-экономической оценки таких мероприятий. Рассмотрим состояние работ по трем вышеуказанным и взаимосвязанным направлениям.

Над усовершенствованием конструкции автомобилей по повышению уровня их безопасности работают многие научно-исследовательские и учебные институты, конструкторские бюро заводов-изготовителей и технические управления ведомств. Предпринимаются значительные усилия для повышения пассивной безопасности автомобилей, чтобы снизить тяжесть последствий ДТП для водителей и пассажиров. Одновременно с этим повышается активная и послеаварийная безопасность автомобилей.

В качестве критерия сравнительной оценки эффективности конструктивной безопасности может использоваться показатель опасности ДТП, который получен на основании коэффициентов тяжести ДТП:

Коп = Р\П 1 + Р2п 2 + РъЩ + + Р5П5

где Р1 - показатель тяжести ДТП с повреждением автомобилей (без травмирования участников ДТП), равный 1;

Р2 - то же, при легком ранении человека, равный 1,2;

Р3 - то же, при ранении, повлекшем инвалидность, равный 2,8;

Р4 - то же, при гибели взрослого человека, равный 81;

Р5 - то же, при гибели ребенка, равный 106;

П1, п2, из, п4, п5 - число ДТП соответствующей группы. При этом среднее значение показателя опасности ДТП:

Коп.ср. = Коп/М

где N - общее число ДТП.

Для оценки уровня пассивной безопасности в салоне автомобиля применяют комплексный показатель конструктивной безопасности автомобилей:

к = К^Пд + К2ПТ + К3ПС к Н0+Мп '

где К1, К2, К3 - коэффициенты тяжести травм, равные 1; 23,4; 64,5 соответственно для легко-, тяжелораненых и погибших;

N0 - общее число, не пострадавших в ДТП;

Nn - общее число, пострадавших в ДТП.

Значение комплексного показателя конструктивной безопасности автомобилей находится в пределах 0<Kk<1. Зная народнохозяйственные потери в случае гибели человека, легких и тяжелых повреждений его, удобно пользоваться несколько видоизмененным комплексным показателем конструктивной безопасности автомобилей (Kk), приняв коэффициент тяжести при смертельном исходе за единицу (Кс), а потери, связанные с получением тяжелых и легких телесных повреждений, отнеся к потерям от гибели человека. В результате этого получим следующие коэффициенты тяжести: Кл = 0,015; Кт = 0,36; Кс = 1.

Тогда

к Кл^пл+КтХпт+КсХпс

k N0+Nn К)

Таким образом, зная число пострадавших и тяжесть травм, можно с помощью этих коэффициентов количественно оценить пассивную безопасность различных автомобилей. Чем больше значение Kk, тем вероятнее смертельный исход и ниже уровень пассивной безопасности автомобиля. Повышению этого уровня способствуют разработка и внедрение конструктивных решений, снижающих тяжесть травм водителя и пассажиров при ДТП.

По предложенным показателям может быть дана сравнительная оценка конструктивной безопасности автомобилей. При создании новых конструкций автомобилей, как правило, выявляются различные недостатки, с точки зрения травмирования органов человека от элементов конструкции. Статистические данные зарубежных и отечественных исследований показывают, что элементы внутреннего обустройства автомобиля травмируют водителя и пассажиров по-разному, а степень травмирования пассажиров еще зависит от места их нахождения в салоне автомобиля.

По частоте получаемых травм в ДТП человеком, находящимся в салоне автомобиля, выведен коэффициент относительной опасности конкретного элемента конструкции автомобиля:

Oj = х1Кш /100

где Xi - единицы травмирования конкретного органа человека;

Koi - показатели опасности определенного элемента конструкции для конкретного органа человека.

В настоящее время такого рода информация в статистических учетных карточках о ДТП отсутствует и для установления тяжести телесных повреждений водителей и пассажиров требуется проводить технико-медицинское исследование последствий ДТП.

В некоторых зарубежных странах предлагаются оценки тяжести последствий ДТП по другим критериям. Так, например, в ФРГ введен условный показатель опасности происшествий Поп:

Поп=РбКб+РлКл+РтКт+РсКс,

где N6 - количество ДТП без нанесения телесных повреждений; - количество ДТП с легкими ранениями;

N - количество ДТП с тяжелыми ранениями;

N - количество ДТП со смертельным исходом;

Рб-с - коэффициенты тяжести соответствующих ДТП, равные соответственно 1,5;

70 и 130.

При этом средняя тяжесть ДТП определяется по следующей формуле:

где N - общее количество ДТП.

Кроме того, установлена эмпирическая зависимость между количеством погибших при ДТП, численностью населения и количеством автомобилей:

1 2 ,3 D3

Кп=С-па3-Р3,

где Кп - количество погибших при ДТП в стране в течение года;

па - число зарегистрированных автомобилей в стране (млн. шт.); Р - численность населения (млн. чел.); С - коэффициент равный 0,431 • 10-3.

Аналогичная зависимость установлена в Англии:

К^ЗОО^Р7

В Австрии предложен коэффициент для оценки тяжести последствий ДТП, показывающий отношение общего числа тяжело раненых Кт и погибших Кп к общему числу ДТП:

V+к ^

к = -е^юор/о

В нашей стране также разработан и используется ряд методов оценки последствий ДТП, предложены соответствующие критерии.

Для сравнительной оценки и анализа различных ДТП с различной степенью тяжести последствий применяют так называемый коэффициент тяжести ДТП, определяемый как отношение числа погибших к числу раненых за определенный период времени:

Кт=^£

Тяжесть последствий ДТП может быть охарактеризована, кроме того, показателями, определяемыми как отношение количества погибших или раненых к общему количеству ДТП:

КУпп У^Пп УПТТ+УПП

> 11 . ту п ¿—I Р . 1у т 11 ¿—I Р т ^-, | -, | --^-

дтп 2_! дтп 2.дтп

Для оценки тяжести отдельного вида ДТП (столкновение, опрокидывание и пр.) используется показатель, представляющий отношение количества погибших (раненых) на 1000 ДТП данного вида:

к,^"^»-'000,

где £пп(р) - общее количество погибших (раненых) при данном виде ДТП; £п - общее количество ДТП данного вида.

Тяжесть последствий ДТП в какой-то мере определяется также применяемыми удельными показателями: абсолютным числом погибших (раненых) на 1 млн. автомобилей, на 1 млн. жителей, на 1 млрд. км пробега.

Проанализированные выше показатели не могут быть непосредственно использованы для комплексной оценки пассивной безопасности автомобилей.

Профессор Фиттерман Б.М. предложил для оценки уровня безопасности легковых автомобилей использовать зависимость:

N

N =-—,

N

-^ЕЭКООН

где N1 - число Правил ЕЭК ООН, которым соответствует конструкция автомобилей; ^эКООн - число Правил ЕЭК ООН, распространяющихся на данный тип автомобиля.

Учитывая, что в настоящее время интенсивно растет число требований пассивной безопасности, то применение такого показателя нельзя считать достаточно обоснованным для оценки пассивной безопасности легковых автомобилей.

Характеризуя современный уровень оценки тяжести последствий ДТП можно отметить, что до настоящего времени в этой области имеется недостаточно публикаций и в них, отсутствует общая теория и методология по выбору критериев оценки.

Оценка существующего уровня пассивной безопасности автомобилей и эффективность вновь создаваемых конструктивных решений позволяет разработать комплекс мероприятий, снижающих число пострадавших и тяжесть травм при ДТП.

Статистический метод исследования пассивной безопасности позволяет определить наиболее частые и опасные виды ДТП, выявить условия их возникновения, определить наиболее частые и опасные с точки зрения травмирования элементы конструкции автомобиля и оценить эффективность мероприятий, направленных на повышение безопасности автомобилей. Необходимо отметить, что результаты статистического анализа во многом зависят от объема выборки исследуемых ДТП, специфических условий дорожного движения в той или иной стране, различия форм информации о ДТП, процедуры обследования и определения тяжести последствий.

Другими комплексными показателями, характеризующими эффективность функционирования системы обеспечения пассивной безопасности дорожного движения, могут служить коэффициенты смертности (Кс) и травмирования (Кт и Кл), определяемые из выражений:

кс - ° ;КТ - т ;КЛ - л ;

К • п К -п К -п

где пс - количество людей, погибших в ДТП;

пт - количество людей, получивших тяжкую и менее тяжкую травму; пл - количество людей, получивших легкую травму; п - количество людей, участвовавших в ДТП; КУ - коэффициент тяжести ДТП. Коэффициент тяжести ДТП определяется как отношение квадратов приведенной скорости движения автомобиля в условиях ДТП к эталонной скорости в условиях имитации ДТП при испытаниях:

V2

у2

э

Данные расчета по указанным формулам дают возможность оценить вероятность получения водителем и пассажирами различного вида травм с учетом приведенной скорости столкновения транспортных средств. Для комплексной оценки пассивной безопасности признано целесообразным использовать ранее указанный комплексный показатель пассивной безопасности с учетом коэффициента тяжести ДТП:

]ГК= ^ л -

где X КУ - сумма коэффициентов тяжести;

К1-3 - коэффициенты тяжести травм.

Для оценки уровня внешней физиологической пассивной безопасности автомобиля предложен показатель - коэффициент опасности Коп, характеризующий вероятность смертельного исхода при наезде на пешехода для конкретного типа автотранспортного средства:

„ К.2Х < У,- > ^+< У„ > мь+КС]>Х < Уь > ^ к„=-^-,

где Кл, Кт, Кс - коэффициенты тяжести травм, позволяющие соответственно легкие, тяжелые, смертельные травмы привести к одному виду;

Nn, nt, N - число пешеходов, получивших соответственно легкие, тяжелые, смертельные травмы;

<Уш-с> - средние арифметические значения скоростей автомобиля при наезде на

пешехода;

Укл-с - критические значения скоростей соответственно при легких, тяжелых, смертельных травмах пешеходов;

NB - общее число вовлеченных в ДТП пешеходов.

Коэффициенты тяжести травм принимают в соответствии с потерями от травм людей по существующей методике (Кл = 0,015; Кт = 0,36; Кс = 1). Таким образом, зная число пострадавших и тяжесть травм, можно с помощью этих коэффициентов количественно оценить внешнюю физиологическую пассивную безопасность автомобилей. Чем больше значение Коп, тем вероятнее смертельный исход и ниже уровень внешней пассивной безопасности автомобиля.

Для решения проблемы снижения народнохозяйственных потерь от травмирования водителей и пассажиров необходима разработка мероприятий, направленных на исключение или снижение тяжести последствий от ДТП. Важными условиями при этом являются объективная оценка пассивной безопасности автомобилей, единообразная трактовка полученных результатов, создание единой нормативной базы.

Вопросы исследования пассивной безопасности автомобилей рассматривались путем анализа ДТП. Однако данная работа была направлена в основном на разработку методики комплексной оценки последствий встречного столкновения легковых автомобилей.

Анализ работ отечественных и зарубежных авторов в области исследования пассивной безопасности автомобилей, участвовавших в реальных ДТП, показал, что с помощью различных форм отчетности по исследованию пассивной безопасности автомобилей решались только отдельные вопросы, исследовался не весь массив ДТП. Существующая система отчетности по ДТП в нашей стране не располагает данными об основных причинах травмирования водителей и пассажиров и травмоопасных элементах автомобилей, участвующих в реальных ДТП. Вместе с тем, использование отечественных и зарубежных методов исследования пассивной безопасности автомобилей, участвовавших в реальных ДТП, позволяет определить для отдельных видов ДТП и моделей автомобилей показатели, характеризующие пассивную безопасность автомобиля, с учетом месторасположения человека в автомобиле, в зависимости от скорости столкновения автотранспортных средств. Показатели, характеризующие тяжесть травмирования человека в автомобиле, позволяют оценить пассивную безопасность автомобилей статистическим методом, с учетом тяжести исследуемых дорожно-транспортных происшествий.

Библиографический список:

1. Афанасьев Л.Л. Конструктивная безопасность автомобиля: Учебное пособие. - М.: Машиностроение, 1983.-212с.

2. Рябчинский А.И. Механизм травмирования человека в автомобиле и биомеханика дорожно-транспортных происшествий. Таллин-Валгус, 1979.-125с.

Вестник ДГТУ. Технические науки. № 14, 2008. -I-

E.Z. Batmanov.

THE ANALYSIS OF METHODS OF ESTIMATION OF LIGHT VEHICLES PASSIVE SAFETY

The article represents the analysis of the methods existing for estimating the light vehicles' passive security including those of the complex methods using generalized estimating coefficient; their major faults and the directions of improvement have been revealed.

Батманов Эдвард Загидинович (р. 1978) Ст.преподаватель, заместитель декана по учебной работе транспортного факультета Дагестанского государственного университета. Кандидат технических наук (2004). Окончил Дагестанский государственный университет (2000). Область научных интересов: Эксплуатация автотранспорта Автор более 30 публикаций