CN102236909B - 车辆失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于公安交通管理部门道路交通事故鉴定的车辆失控后再两车碰撞组合型事故模拟再现系统，本系统能够利用事故现场勘察得到的基本数据，计算得到车辆失控后再两车碰撞组合型事故事故中各碰撞车辆的行驶车速和碰撞车速，并实现事故车辆的二维轨迹描述、三维过程再现、车辆失控后再两车碰撞组合型事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。本发明可被广泛推广应用，将有效提高交通事故鉴定与处理的技术含量，使其分析鉴定结果容易受到交通管理部门、事故鉴定单位、事故当事人的高度认同，起到分清责任、避免激化矛盾、减少社会不稳定因素、增进社会生活的和谐运行等重要作用。

Description

车辆失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统

技术领域

本发明涉及计算机仿真技术应用领域，特别涉及一种分析与模拟再现失控后再两车碰撞事故形态的计算机仿真系统。

背景技术

失控后再两车碰撞组合型事故是指两事故车辆中有一辆在高速行驶过程中由于路面状态、车辆技术状态或驾驶人操纵失误等原因，突然运动失控(包括侧翻)并与另外一辆车发生碰撞的事故形态。此类复杂事故形态为高等级公路交通事故的一种常见事故形态。由于应用传统分析计算方法对失控后再两车碰撞组合型事故进行事故的参数确认和状态判别具有很大的局限性、随意性和盲目性，分析鉴定结果的准确性和精度均不高，易导致在交通事故责任划分问题上出现技术性失误，从而引发社会纠纷。

利用本“失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统”，只需从事故现场检测获得失控车辆失稳位置与形式、两车辆最终停止位置与姿态、事故车辆车体上碰撞痕迹位置、两车辆地面制动印迹等道路交通事故现场痕迹数据以及事故车辆的主要结构参数，即可求得在事故现场地面坐标系中的两事故车辆碰撞车速、两车碰撞前瞬间车速、失控车辆失稳瞬间车速以及两事故车辆发生事故前正常行驶时的车速等运动状态数据，并可根据计算结果数据顺序再现交通事故过程中两事故车辆的运动状况等。

经对现有技术文献检索发现，目前国内外在交通事故再现计算机仿真软件的实用研究方面起步比较晚，针对失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统的研究尚未开展。本系统开创性地提出了解析计算与模拟再现失控后再两车碰撞组合型事故的整体方案，构建了失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算与再现系统。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于公安交通管理部门道路交通事故鉴定的失控后再两车碰撞组合型事故分析与模拟再现系统，本系统能够利用碰撞事故现场勘察得到的基本数据，计算失控后再两车碰撞组合型事故中各事故车辆的行驶车速和碰撞车速，并实现失控后再两车碰撞组合型事故的车辆二维轨迹描述、三维过程再现、失控后再两车碰撞组合型事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。

为了达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的计算机系统至少包括：

失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能；

失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，用于计算检测并最终确定出事故车辆碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值；

失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角；

失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度；

车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，用于计算失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量；

失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，用于计算事故车辆正常行驶时的速度；

失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，用于计算失控后再两车碰撞组合型事故过程中的各瞬时运动量和位置量，同时在屏幕上二维坐标系中实时显示事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态二维俯视车辆图形及质心轨迹点，取得二维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆运动过程轨迹；

失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，用于实现在屏幕上三维坐标系中实时显示失控后再两车碰撞组合型事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态三维透视车辆图形，取得三维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆轮胎印迹；

失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；

失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统、失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统、失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统、失控车辆状态描述及失稳临界车速计算子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统依次相连，失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统分别与失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统、失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统相连，同时失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统和失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统再与失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统和失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统相连。

本发明的其他技术特点为：所述的失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能。本子系统包括两个功能模块：失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块、失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块。

所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，包括二个模块：车辆轨迹预瞄迭代计算模块和痕迹检验重构计算模块。所述的轨迹预瞄迭代计算模块，用于计算碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹。所述的痕迹检验重构计算模块，根据车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和碰撞中心点的最优映射轨迹，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及该瞬间车辆姿态真值。

所述的失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，包括三个模块：车轮地面力学计算模块、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块、车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块。所述的车轮地面力学计算模块用于计算地面对轮胎的作用力。所述的碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块，用于计算两车碰撞作用后至最终停止过程中车辆各个时刻的质心速度和横摆角速度等运动量。所述的车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角等运动量。

所述的失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，包含采用基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法。所述的基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度。

所述的车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统包括三个模块：车轮地面力学模块、高速车辆临界行驶稳定性计算模块、运动痕迹迭代－收敛判断计算模块。所述的高速车辆临界行驶稳定性计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。所述的运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。

所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，包括两个模块：汽车制动过程动力学计算模块和失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块。所述的汽车制动过程动力学计算模块，用于计算事故车辆制动前的行驶速度。所述的失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，用于迭代计算汽车在事故发生前的正常行驶车速值。

所述的失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，包括二个功能模块：基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元二维图形库模块和失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块。所述的基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元二维图形库模块，用于调用二维图形库中车辆、道路结构等CDC图形规则的事故储元。所述的失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块，利用二维图形对失控后再两车碰撞组合型事故轨迹状态进行二维重构。

所述的失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统包括二个功能模块：基于OpenGL图形技术的失控后再两车碰撞组合型事故诸元（车辆、现场道路与环境）底层3维透视图形建模模块和失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块。所述的基于OpenGL图形技术的失控后再两车碰撞组合型事故诸元（车辆、现场道路与环境）底层3维透视图形建模模块，用于实现事故车辆、道路结构等三维透视图形的底层建模。所述的失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块，实现利用3维透视图形对失控后再两车碰撞组合型事故全景全过程的三维过程再现。

所述的失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统包括三个功能模块：失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块、失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块以及失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块。所述的失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块，用于输出事故发生的时间、地点、天气、道路结构、路面状况、碰撞前轨迹点、碰撞点、方位角、停止点、车身上碰撞位置、计算变形、碰前制动距离、侧翻滑移距离、侧翻角度、失控前制动距离、采取制动时的车速、碰撞前瞬间的车速等能概括表现失控后再两车碰撞组合型事故特征的主要数据。所述的失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故发生的时间、天气、场地、事故车辆行驶状态、计算行驶车速以及事故过程的文字描述和2维轨迹描述。所述的失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块，用于存储模拟计算生成的失控后再两车碰撞组合型事故案例数据。

通常情况下，实际道路碰撞事故现场调查而得的碰撞车速数据都不准确，不宜用来验证解析计算模型的正确性。本发明在一组可精确控制条件下的实车碰撞实验数据和试验结果对模拟再现系统进行了比对验证。在给定的相应计算条件下，主计算模型的解析计算碰撞车速的平均相对误差值为5.21%，最大相对误差为11.5%。碰撞后车辆运动轨迹及停止位置的模拟再现结果与试验结果基本吻合。

附图说明

图1为本发明的系统流程框图；

图2为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统逻辑流程图；

图3为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统逻辑流程图；

图4为本发明的失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统逻辑流程图；

图5为本发明的失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统逻辑流程图；

图6为本发明的车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统逻辑流程图；

图7为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统逻辑流程图；

图8为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统逻辑流程图；

图9为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统逻辑流程图；

图10为本发明的失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统逻辑流程框图；

图11为本发明的实施例事故基本信息数据输入对话窗口；

图12为本发明的实施例事故车辆的主要结构参数设置对话窗口；

图13为实施例事故现场道路结构设置对话窗口；

图14为实施例失控车辆状态参数输入对话窗口；

图15为实施例车辆碰撞点、最后停止点以及车身碰撞中心位置输入对话窗口； 

图16为实施例车辆在事故前的运动痕迹点输入对话窗口； 

图17为实施例车辆车轮状态对话窗口；

图18为实施例事故三维过程再现；

图19为实施例事故二维轨迹重构；

图20为实施例车速计算数据表；

图21为实施例事故过程描述。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了具体的操作过程和详细的实施方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明包括九个子系统：（1）失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统、（2）失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统、（3）失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统、（4）失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统、（5）失控车辆状态描述及失稳临界车速计算子系统、（6）失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统、（7）失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统、（8）失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统、（9）失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统。利用本发明的人机交互界面，可以实现失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与存储、事故过程分析计算、二维轨迹描绘、三维过程再现、事故案例存档、主要计算数据表输出以及事故发生过程简述输出等功能。

本发明各个子系统的实现设计方案：

（1）参见图2，失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能。本子系统包括两个功能模块：失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块、失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块。

a）失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块，根据交警对事故现场勘验获得的现场道路结构、事故车辆结构类型、事故车辆失控及碰撞位置数据、事故车辆损伤痕迹、事故现场地面痕迹等事故现场数据，快速完成事故现场基本数据的录入、参数校对、数据装载及轨迹特征点预处理等，为后续的事故模拟计算、事故二维轨迹描述以及三维过程再现提供数据支持。

b）失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块，用于存储预处理后的事故现场基本数据。本模块采用Access数据库技术，利用 VC++6.0开发平台建立了事故现场勘查数据存储仓库。事故现场勘察数据存储仓库的作用是将通过对话窗口录入并经过预处理后的事故现场数据存入数据仓库。

（2）参见图3，失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，用于计算检测并最终确定出事故车辆碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值。本子系统包括二个模块：车辆轨迹预瞄迭代计算模块和痕迹检验重构计算模块。本子系统首先以从事故现场勘测得到并经过归一化校核处置的失控车辆失控瞬间位置、两车最终停止位置、车体上碰撞痕迹位置与变形形状及变形量、地面制动印迹等基础数据为预描目标，应用常规车辆空间动力学模型及本系统开发的车辆轨迹预瞄迭代算法，计算得到碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹。然后再采用本系统的痕迹检验重构计算模型，在求得车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和各碰撞中心点的最优映射轨迹基础上，以车身碰撞部位、车身碰撞变形区域为检验目标，重构两碰撞车辆映射轨迹并寻求两碰撞车辆车身碰撞印迹交集点，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值。

a) 轨迹预瞄迭代计算模块，根据预处理的事故现场基础数据，计算得到碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹。本模块是以从碰撞现场勘测得到并经过前述归一化校核处置的失控车辆失控瞬间位置、两车最终停止位置、车体上碰撞痕迹位置与变形形状及变形量、地面制动印迹等基础数据为预描目标，应用车辆11自由度运动力学计算模型、车轮地面力学计算模型及最优化拟合逼近算法，计算得到碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹。

车辆11自由度运动力学计算模型用于计算碰撞车辆车体在急速横摆旋转运动过程中各瞬间的运动姿态。具体计算方法：采用车辆车身六自由度（在空间坐标系中，在X、Y、Z方向所受的力以及绕X轴旋转的侧倾运动，绕Y轴旋转地俯仰运动以及绕Z轴旋转地横摆运动）、四个车轮所受的垂直载荷及前轮平均转向角这11自由度的汽车动力学解析计算方程，求解车辆各瞬间的运动姿态。（具体公式参见——魏朗等.车对车碰撞事故再现计算机模拟系统的研究.中国公路学报.1996:9(4).）

车轮地面力学计算模型用于计算地面对轮胎的作用力。本模型采用具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型计算地面对轮胎的作用力。（G.Gim轮胎理论力学模型具体公式参见：魏朗.用于碰撞事故中车辆动力学模拟的轮胎模型分析.西安公路交通大学学报,1999.2(1)）

最优化拟合逼近算法是根据车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，从碰撞现场勘测得到的车辆失控瞬间位置开始，用差分数字计算方法求得对应的车辆地面制动运行轨迹及计算停止位置，并按照计算步长记录车身碰撞中心点在坐标系中的位置，求得碰撞中心点的映射轨迹。在计算运动量为0时，利用车辆运动状态的迭代-收敛判断模型将车辆地面制动运行轨迹和计算停止位置值与碰撞现场实际勘测得到的车辆地面制动印迹和停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求。如果误差还大，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的失控后瞬间运动量值后重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算停止位置值收敛于实测停止位置值为止。当车辆停止位置在允许误差范围内时，根据所记录的车身碰撞中心点坐标位置可以得到碰撞中心点的映射轨迹。

迭代—收敛判断模型：

式中：

为设定的允许误差值；

 、

、

为从碰撞后的瞬间至最终停止位置之间车辆瞬态运动量差分方程式函数。X、Y为车辆质心在地面坐标系中的位置坐标值(m )；

为车体纵向中心线与X 轴所成角度(逆时针为正，rad)；V为速度（km/h）, 

为角速度( rad/s )；下标意义：x、y为X轴向、Y轴向分量；su为终停止处的值；g为碰撞后瞬间的值；A 、B 为A 车、B 车的值；s为计算值(或设定值)。

b）痕迹检验重构计算模块，根据车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和碰撞中心点的最优映射轨迹，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及该瞬间车辆姿态真值。本模块是在求得车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和碰撞中心点的最优映射轨迹基础上，以车体上碰撞痕迹位置与变形形状及变形量为检验目标，应用轨迹逼近拟合原理，重构碰撞车辆映射轨迹并寻求碰撞车辆车身碰撞印迹交集点，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及该瞬间车辆姿态真值。

（3）参见图4，失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，根据归一化处理的车辆最终停止位置与姿态、车轮地面痕迹等事故现场勘查数据以及计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值及该瞬间两碰撞车辆姿态真值，计算得到失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角等运动量。本子系统包括三个模块：车轮地面力学计算模型、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块、车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块。

（a）车轮地面力学计算模型，用于计算地面对轮胎的作用力。本模型采用具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型计算地面对轮胎的作用力。（G.Gim轮胎理论力学模型具体公式参见：魏朗.用于碰撞事故中车辆动力学模拟的轮胎模型分析.西安公路交通大学学报,1999.2(1)）

(b) 碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块，根据两车碰撞中心位置与姿态、车辆最终停止位置，上述计算得到的地面对轮胎的作用力，采用车辆11自由度运动力学计算模型和具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型，计算得到两车碰撞作用后至最终停止过程中车辆各个时刻的质心速度和横摆角速度等运动量。

(c) 车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，根据预处理的事故现场基本数据，应用迭代—收敛判断模型计算得到失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角等运动量。以事故现场勘查得到的车辆最终停止位置为计算目标，以根据失控车辆与汽车碰撞后事故现场地面痕迹确定的车辆运动轨迹、车辆最终停止位置以及装载的车辆结构与力学参数等数据为计算条件，采用碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块，应用黄金分割原理自动变更迭代步长，搜索碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角。为提高计算精度，初次计算终止后，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对计算得到的车辆最终停止位置与事故现场勘查得到的车辆最终停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的误差值。如果误差还大，则应用黄金分割原理迭代一组新的碰撞作用后瞬间车辆的运动量值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算位置值收敛于实测位置值为止。

（4）参加图5，失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度。根据预处理的事故现场基础数据、计算得到的失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角等运动量，采用基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法，逆向求得汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度。

采用基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法，在失控车辆与正常行驶发生碰撞的过程中，由于正常行驶车辆在发生碰撞事故前的运动为可操纵的某种行驶运动状态，其瞬间速度方向应为该时刻运动轨迹的切线方向，根据从事故现场勘测得到的归一化处理后的碰撞位置、车体上碰撞痕迹中心和地面轮胎痕迹等信息，可以推断出正常行驶车辆在碰撞前瞬间运动轨迹，从而得到碰撞前的车速方向。失控车辆碰撞位置和碰撞角度可以根据事故现场勘查得到碰撞位置、车型参数、车辆地面痕迹、正常行驶车辆的碰撞位置和碰撞角度等相关参数确定。由于车对车碰撞的接触作用非常短暂及外力相对于车辆间的碰撞冲击力要小得多，在碰撞接触阶段起对碰撞系统的影响可以忽略不计。设车辆碰撞坐标系tph的原点为碰撞中心p，t轴为碰撞中心处碰撞面的切线方向，h轴为碰撞中心处碰撞面的法线方向。根据动量及动量矩守恒定理得：（具体参见：魏朗等.车对车碰撞事故再现计算机模拟系统的研究.中国公路学报.1996.9(4).）

其中：m为汽车总质量，

为碰撞作用前瞬间的值，

为碰撞作用后瞬间的值，U为车速，为横摆角速度，

为车体横摆转动惯量半径，1为失控车辆、2为正常行驶车辆值。

在原坐标系下，由动量和动量矩定律推到出的碰撞过程力学计算方程组的个数小于需求解的车辆未知运动量个数，为不定方程组。为了求取事故车辆的碰撞车速，采用坐标变换方法，将原坐标系

逆时针旋转一个角度，成为一个新的坐标系

，再根据动量和动量矩守恒定律建立新的方程组，从而可以减少了需由碰撞过程动量计算方程组直接求解的车辆未知运动量的个数，使原不定方程组成为能够解析求得碰撞车速的确定方程组，最后计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度。

（5）参加图6，车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，用于计算失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量。根据预处理后的事故现场基础数据、与另一车辆发生碰撞的位置及形状、事故车辆失控瞬间位置及形式、前节计算得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度，求得失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量。本子系统包括三个模块：车轮地面力学模块、高速车辆临界行驶稳定性计算模块、运动痕迹迭代－收敛判断计算模块。

a) 高速车辆临界行驶稳定性计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。根据归一化处理的事故现场基础数据（事故现场勘查得到的车辆失控瞬间位置即车轮印迹拐点处位置）和计算得到的地面对轮胎的作用力，采用具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型和车辆11自由度运动力学计算模型，计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。（车辆11自由度运动力学计算公式具体公式参见——魏朗等.车对车碰撞事故再现计算机模拟系统的研究.中国公路学报.1996:9(4).）

b) 运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，用于计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。为了提高计算精度，以前节计算得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度为计算目标，以归一化处理的事故现场基础数据、计算得到的地面对轮胎的作用力为计算条件，采用车辆临界行驶稳定性计算模块，应用黄金分割原理自动变更迭代步长，计算得到车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。

（6）参加图7，失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，用于计算事故车辆正常行驶时的行车速度，包括汽车制动过程动力学计算模块和失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，本子系统根据归一化处理的车辆碰撞前制动痕迹值或车辆失控侧滑痕迹等事故现场基础数据、前面步骤计算得到的失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度，采用汽车制动过程动力学计算模块和失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，计算得到事故车辆在危险状态发生前的正常运动状态值。

a) 汽车制动过程动力学计算模块，根据车辆碰撞前制动痕迹值等事故现场基础数据，前面步骤计算得到的失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度，采用能量守恒原理逆向计算事故车辆制动前的行驶速度。

b) 失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，用于计算汽车在事故发生前的正常行驶车速值。具体方案是：以前面步骤计算得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置、姿态、质心速度、撞人角及横摆角速度为计算目标，以归一化处理的事故现场基础数据、根据事故现场地面痕迹状况确定的车辆碰撞前制动痕迹或车辆失控侧滑痕迹为计算条件，使用汽车制动过程动力学计算模块，采用黄金分割原理自动变更迭代步长，进行逆向梯次组合计算，求得车辆在事故发生前的正常行驶车速值。为了提高计算模拟的精确度，初次计算终止后，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置和姿态，与碰撞现场实际勘测得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置和姿态进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求。如果误差还大，则应用黄金分割原理迭代一组新的车辆正常行驶车速值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算值收敛于实测值为止。当计算终止位置值在允许误差范围内时，最新一组迭代获得的车辆正常行驶车速值就是所要求的值。

（7）参加图8，失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，根据归一化处理的事故现场基础数据，系统自动读入前节所求得的事故车辆碰撞中心地标真值、车辆行驶车速、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度、车辆最终停止位置以及其他有关车辆参数，利用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮-地面力学计算模型计算，计算失控后再两车碰撞组合型事故过程中的各瞬时运动量和位置量，同时在屏幕上二维坐标系中实时显示事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态二维俯视车辆图形及质心轨迹点，取得二维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆运动过程轨迹。本子系统包括二个功能模块：基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元二维图形库模块和失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块。

a) 基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元，即车辆、现场道路及环境等二维图形库模块，根据归一化校核处置的事故现场基础数据，调用二维图形库中车辆、道路结构等CDC图形规则的事故储元。

b) 失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块，利用二维图形对失控后再两车碰撞组合型事故轨迹状态进行二维重构。本模块自动读入归一化处理后的事故现场基础数据（包括车辆初始行驶路线、车辆失控位置、碰撞位置、车辆最终停止位置等）、计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度等运动参量，应用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，由始及终顺序计算车辆在各个环节和各个时段的瞬时姿态（车辆质心坐标值、碰撞角、方位角）与瞬时运动量（平面线速度和横摆角速度），在取足够小的计算步长的前提下（为了提高精度，本子系统计算中取为0.0002s），在计算机屏幕上适时显示事故车辆在给定时间计算步长上的各瞬时形态和特征点（包括车辆行驶轨迹位置、车辆碰撞点坐标、汽车质心坐标位置），从而取得动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故轨迹状态的二维重构效果。

（8）参见图9，失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，根据归一化处理的事故现场基础数据，在屏幕上三维坐标系中绘制包括道路结构的三维场景视图，系统自动读入前节所求得的事故车辆碰撞中心地标真值、车辆行驶车速、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角及横摆角速度、车辆最终停止位置以及其他有关车辆参数，利用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，计算失控车辆事故过程中的各瞬时运动量和位置量，在屏幕上三维坐标系中实时显示失控后再两车碰撞组合型事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态三维透视车辆图形，取得三维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆轮胎印迹。本子系统包括二个功能模块：基于OpenGL图形技术的失控后再两车碰撞组合型事故诸元（车辆、现场道路与环境）底层3维透视图形建模模块和失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块。

a) 基于OpenGL图形技术的失控后再两车碰撞组合型事故诸元（车辆、现场道路与环境）底层3维透视图形建模模块，根据归一化校核处理的事故现场基础数据（包括车型参数、道路结构参数等），采用OpenGL三维图形开发技术来实现事故车辆、道路结构等三维透视图形的底层建模。 

b) 失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块，实现利用3维透视图形对失控后再两车碰撞组合型事故全景全过程的三维过程再现。本模块自动读入归一化处理后的事故现场基础数据（包括初始行驶路线、车辆失控位置、碰撞位置、车辆最终停止位置、道路结构参数等），计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值、车辆行驶车速、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角、横摆角速度、碰撞作用后瞬间的质心速度、碰撞分离角、横摆角速度以及其他有关车辆结构参数，在三维透视图形的底层建模的基础上，利用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，实现由始及终顺序计算车辆在事故过程各个环节和各个时段的瞬时姿态（车辆质心坐标值及车身横摆、俯仰、侧倾等3自由度角度值）与瞬时运动量（6自由度线速度与角速度值），并同时在屏幕上现场场景空间坐标系中实时显示车辆在给定时间步长上的各瞬时形态和车轮地面印迹（包括车辆碰撞中心地标位置），取得动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全景全过程状态的三维再现效果。

本发明为编程简洁及提高动画模拟时的运行速度，采用OpenGL本身功能，通过程序语句来绘制事故过程三维再现中需要使用的事故车辆再现图形。车辆三维再现图形绘制主要包括：车辆三维再现图形几何变换、投影变换原理及图形缓存及动画技术。

① 车辆三维再现图形几何变换原理：

车辆碰撞过程三维再现图形的几何变换包括平移、旋转和缩放。其实质是变换坐标系，每次变换都以当前的坐标系为基准，将同一坐标系按要求平移、旋转和缩放，然后以新的坐标系作图。几何变换中的平移、旋转和缩放分别由OpenGL中的函数glTranslate()，glRotate()，glScale()完成。

② 车辆三维再现图形投影变换原理

车辆三维再现图形投影变换分为正射投影和透视投影，分别由函数glOrtho()和glFrustum()，gluPerspective()完成。

③ 图形缓存及动画技术

屏幕上所绘制的车辆三维再现图形都是由像素组成的，每个像素都有一个固定的颜色或带有相应点的其他信息。在绘制图形是，内存中必须为每个像素保存数据，系统中所有这类缓存统称为帧缓存。车辆三维再现图形帧缓存由以下四种缓存组成：颜色缓存，深度缓存，模板缓存和积累缓存。OpenGL是通过双缓存实现动画的，绘制车辆三维再现图形前OpenGL先分配两个颜色缓存区，在绘制过程中，一个缓存区执行绘图命令，同时另一个缓存区进行图形显示，这样就可以是所有的显示图形具有良好的动画效果。

本发明有三厢小轿车、大客车、两厢小轿车、微型轿车、中型客车、中型货车、大型货车、半挂大货车、农用三轮车、微型面包车、吉普车等19种车辆的三维再现图形模型。

（9）参加图10，失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，根据归一化校核处理的事故现场基本数据、计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值、车辆行驶车速、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞人角、横摆角速度、碰撞作用后瞬间的质心速度、碰撞分离角、横摆角速度，本子系统可输出失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储。本子系统包括三个功能模块：失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块、失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块以及失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块。

a）失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块，用于输出事故发生的时间、地点、天气、道路结构、路面状况、碰撞前轨迹点、碰撞点、方位角、停止点、车身上碰撞位置、计算变形、碰前制动距离、侧翻滑移距离、侧翻角度、失控前制动距离、采取制动时的车速、碰撞前瞬间的车速等能概括表现失控后再两车碰撞组合型事故特征的主要数据。

b）失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故发生的时间、天气、场地、事故车辆行驶状态、计算行驶车速以及事故过程的文字描述和2维轨迹描述。

c）失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块，用于存储模拟计算生成的失控后再两车碰撞组合型事故案例数据。采用Access数据库技术，利用 VC++6.0开发平台建立了失控后再两车碰撞组合型事故案例数据仓库。

使用本发明系统经过对失控后再两车碰撞组合型事故的分析计算与模拟再现，其结果将以三维动画过程再现、二维轨迹重构、主要特征参数计算数据表以及事故发生过程简述文本的形式表述出来，可以作为公安交警部门进行失控后再两车碰撞组合型事故技术鉴定和事故责任认定的证据材料。

以下发明人给出现实发生的真实案例，通过利用本分析模拟再现系统所完成的整个交通事故鉴定的全过程。

实施例1

2008年04月24日14时05分，在延安市枣园路延安大剧院门前路段，一辆由东向西行驶桑SVW7180LEi轿车发生汽车失控事故，并与一辆由西向东行驶的五菱小型面包车发生碰撞。事故现场为公路，东西方向为双向4车道，路面总宽为24m。事故发生时天晴，干燥沥青路面。

事故模拟计算结果：失控车辆（由东向西行驶桑SVW7180LEi轿车）在事故发生前的行驶车速和失控瞬间车速分别为78.9 km/h和71.8 km/h；由西向东行驶的五菱小型面包车行驶车速和碰撞速度分别为79.3km/h和64.5km/h。 

①运行软件，在菜单栏中点击【车-车碰撞事故类】命令，执行【一车失控后再碰汽车】。弹出【车辆失控（乙车）再两车碰撞事故形态基本情况输入对话窗口】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的事故基本信息数据，在各文本框中依据字段要求输入或设定事故发生时的基本情况。

②参见图12，单击【下一步】按钮，弹出【碰撞车辆的主要结构参数】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的车辆结构参数数据，设定事故发生时车辆类型等数据。在【类型代码】文本框中依据“车辆类型代码设定规定”设定事故发生时的碰撞车辆的类型代码。

③参见图13，单击【下一步】按钮，弹出【事故现场道路结构对话窗口】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的道路结构参数数据，在对话框中输入道路结构信息。

④参见图14，单击【下一步】按钮，弹出【失控车辆（乙车）状态参数输入对话窗口】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的碰撞位置参数和地面痕迹检测数据，输入汽车失控位置点、侧翻角度等参数。

⑤参见图15，单击【下一步】按钮，弹出【乙车—丙车（或失控再碰撞事故时的甲车）：在地面坐标系中车辆碰撞和最后停止点，以及车身上的碰撞中心位置】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的位置参数和地面痕迹检测数据，在对话框中输入车辆碰撞时的车辆坐标位置、碰撞中心位置、最终停止位置、侧翻角度等参数。

⑥参见图16，单击【下一步】按钮，弹出【车辆在事故前的运动痕迹点】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的事故车辆参数数据，在对话框中输入碰撞车辆碰撞前或事故前的运动痕迹。

⑦参见图17，单击【下一步】按钮，弹出【车辆车轮状态对话窗口】对话框。根据交警对事故现场勘验获得的数据，在对话框中输入车辆车轮状态、制动强度系数、前轮平均转角等参数。

⑧上述对话框内容输入完毕后，单击【下一步（确定）】按钮。屏幕显示事故现场数据输入完毕。至此，失控后再两车碰撞组合型事故对话窗口数据输入的操作结束，可执行系统的数据存储和事故计算功能。

以下是本系统具体使用操作步骤：

①如图18所示，单击工具栏【三维再现】按钮，实现事故三维过程再现。

②如图19所示，单击工具栏【二维重构】按钮，实现事故二维轨迹重构。

③如图20所示，单击工具栏【数据表输出】按钮，实现车速计算数据表输出。

④如图21所示，单击工具栏【过程描述】按钮，实现事故过程描述。

Claims (6)

1.一种失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的计算机系统至少包括：

失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实现事故现场数据录入、参数校对、数据装载、轨迹特征点预处理、显示及数据库存储功能；

失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统，用于计算检测并最终确定出事故车辆碰撞中心地标真值及碰撞瞬间两碰撞车辆姿态真值；

失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，用于计算失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角；

失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，用于计算汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞入角及横摆角速度；

车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，用于计算失控车辆在失稳瞬间的质心速度和横摆角速度运动量；

失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统，用于计算事故车辆正常行驶时的速度；

失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统，用于计算失控后再两车碰撞组合型事故过程中的各瞬时运动量和位置量，同时在屏幕上二维坐标系中实时显示事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态二维俯视车辆图形及质心轨迹点，取得二维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆运动过程轨迹；

失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，用于实现在屏幕上三维坐标系中实时显示失控后再两车碰撞组合型事故过程中在给定时间步长上的各瞬时形态三维透视车辆图形，取得三维动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全过程的视觉效果并显示事故车辆轮胎印迹；

失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；

失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统、失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统、失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统、失控车辆状态描述及失稳临界车速计算子系统、失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统依次相连，失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统分别与失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统、失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统相连，同时失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统和失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统再与失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统和失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统相连；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故现场基本数据录入与存储子系统，包括失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块和失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块，其中失控后再两车碰撞组合型事故现场勘查数据录入与预处理模块根据交警对事故现场勘验获得的现场道路结构、事故车辆结构类型、事故车辆失控及碰撞位置数据、事故车辆损伤痕迹、事故现场地面痕迹，快速完成事故现场基本数据的录入、参数校对、数据装载及轨迹特征点预处理；失控后再两车碰撞组合型事故元数据管理模块采用Access数据库技术，利用 VC++6.0开发平台建立了事故现场勘查数据存储仓库，储预处理后的事故现场基本数据信息；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆碰撞中心点地标位置检测子系统包括车辆轨迹预瞄迭代计算模块和痕迹检验重构计算模块；所述的轨迹预瞄迭代计算模块，根据碰撞现场勘测得到并经过归一化校核处置的失控车辆失控瞬间位置、两车最终停止位置、车体上碰撞痕迹位置与变形形状及变形量、地面制动印迹基础数据为预描目标，应用车辆11自由度运动力学计算模型、车轮地面力学计算模型及最优化拟合逼近算法，计算得到碰撞后各事故车辆自由运动过程中各瞬时姿态和碰撞中心点的映射轨迹；

所述的痕迹检验重构计算模块，根据轨迹预瞄迭代计算模块计算得到的车辆在碰撞运动过程中各瞬时运动姿态和碰撞中心点的最优映射轨迹基础上，以车体上碰撞痕迹位置与变形形状及变形量为检验目标，应用轨迹逼近拟合原理，重构碰撞车辆映射轨迹并寻求碰撞车辆车身碰撞印迹交集点，计算检测并最终确定出碰撞中心地标真值及碰撞瞬间两碰撞车辆姿态真值；

所述的失控车辆与汽车碰撞作用后瞬间车辆运动量计算子系统，包括车轮地面力学计算模型、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块和车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块；

所述的碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模块根据两车碰撞中心位置与姿态、车辆最终停止位置，结合轨迹预瞄迭代计算模块计算得到的地面对轮胎的作用力，采用车辆11自由度运动力学计算模型和具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型，计算得到两车碰撞作用后至最终停止过程中车辆各个时刻的质心速度和横摆角速度运动量；

所述的车辆运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，根据事故现场勘查得到的车辆最终停止位置为计算目标，以根据失控车辆与汽车碰撞后事故现场地面痕迹确定的车辆运动轨迹、车辆最终停止位置以及装载的车辆结构与力学参数数据为计算条件，采用碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块，应用黄金分割原理自动变更迭代步长，搜索碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角，为提高计算精度，初次计算终止后，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对计算得到的车辆最终停止位置与事故现场勘查得到的车辆最终停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的误差值，如果大于误差值，则应用黄金分割原理迭代一组新的碰撞作用后瞬间车辆的运动量值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算位置值收敛于实测位置值为止；

所述的失控车辆与汽车碰撞作用前瞬间运动量计算子系统，根据预处理的事故现场基础数据、计算得到的失控车辆与汽车任意角度碰撞作用后瞬间车辆的质心速度、横摆角速度及碰撞分离角运动量，采用基于汽车与汽车任意角度碰撞作用坐标变换计算原理和碰撞车辆动量与动量矩守恒理论的计算方法，逆向求得汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞入角及横摆角速度。

2.如权利要求1所述的失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的车辆失控状态描述及失控临界车速计算子系统，包括车轮地面力学模块和高速车辆临界行驶稳定性计算模块和运动痕迹迭代－收敛判断计算模块；

所述的高速车辆临界行驶稳定性计算模块，根据归一化处理的事故现场基础数据和计算得到的地面对轮胎的作用力，采用具有大侧偏角运动适应性的G.Gim轮胎理论力学模型和车辆11自由度运动力学计算模型，计算车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度；

所述的运动痕迹迭代－收敛判断计算模块，根据高速车辆临界行驶稳定性计算模块计算得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞入角及横摆角速度为计算目标，以归一化处理的事故现场基础数据、计算得到的地面对轮胎的作用力为计算条件，采用车辆临界行驶稳定性计算模块，应用黄金分割原理自动变更迭代步长，计算得到车辆失控前瞬间的质心速度和横摆角速度。

3.如权利要求1所述的失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的失控后再两车碰撞组合型事故车辆行驶车速计算子系统包括汽车制动过程动力学计算模块和失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块；

所述的汽车制动过程动力学计算模块，根据车辆碰撞前制动痕迹值事故现场基础数据和计算得到的失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度，碰撞车辆碰撞前瞬时速度，采用能量守恒原理逆向计算事故车辆制动前的行驶速度；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故逆向梯次组合计算模块，以计算得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置、姿态、质心速度、撞入角及横摆角速度为计算目标，以归一化处理的事故现场基础数据、根据事故现场地面痕迹状况确定的车辆碰撞前制动痕迹或车辆失控侧滑痕迹为计算条件，使用汽车制动过程动力学计算模块，采用黄金分割原理自动变更迭代步长，进行逆向梯次组合计算，求得车辆在事故发生前的正常行驶车速值；为了提高计算模拟的精确度，初次计算终止后，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置和姿态，与碰撞现场实际勘测得到的汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的位置和姿态进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求；如果误差还大，则应用黄金分割原理迭代一组新的车辆正常行驶车速值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算值收敛于实测值为止。

4.如权利要求1所述的失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的失控后再两车碰撞组合型事故轨迹二维重构子系统包括基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元二维图形库模块和失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块；

所述的基于CDC图形规则的失控后再两车碰撞组合型事故诸元，即车辆、现场道路及环境二维图形库模块，根据归一化校核处置的事故现场基础数据，调用二维图形库中车辆、道路结构CDC图形规则的事故储元；

所述失控后再两车碰撞组合型事故轨迹定位与图形驱动模块，该模块自动读取归一化处理后的事故现场基础数据，计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞入角及横摆角速度运动参量，应用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，由始及终顺序计算车辆在各个环节和各个时段的瞬时姿态与瞬时运动量, 在取足够小的计算步长的前提下, 在计算机屏幕上适时显示事故车辆在给定时间计算步长上的各瞬时形态和特征点,从而取得动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故轨迹状态的二维重构效果。

5.如权利要求1所述的失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的失控后再两车碰撞组合型事故过程三维模拟再现子系统，包括基于OpenGL图形技术的失控后再两车碰撞组合型事故诸元底层三维透视图形建模模块和失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块，采用OpenGL三维图形开发技术来实现事故车辆、道路结构三维透视图形的底层建模；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故动画驱动及印迹显示模块，自动读入归一化处理后的事故现场基础数据，计算得到的事故车辆碰撞中心地标真值、车辆行驶车速、失控车辆失稳前瞬时速度、碰撞车辆碰撞前瞬时速度、汽车与汽车任意角度碰撞作用前瞬间的质心速度、撞入角、横摆角速度、碰撞作用后瞬间的质心速度、碰撞分离角、横摆角速度以及其他有关车辆结构参数，在三维透视图形的底层建模的基础上，利用车辆11自由度运动力学计算模型和车轮地面力学计算模型，实现由始及终顺序计算车辆在事故过程各个环节和各个时段的瞬时姿态与瞬时运动量，并同时在屏幕上现场场景空间坐标系中实时显示车辆在给定时间步长上的各瞬时形态和车轮地面印迹，取得动画连续表现失控后再两车碰撞组合型事故全景全过程状态的三维再现效果。

6.如权利要求1所述的失控后再两车碰撞组合型事故分析计算与模拟再现计算机系统，其特征在于：所述的失控后再两车碰撞组合型事故模拟计算结果输出描述子系统，包括失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块、失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块和失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故特征计算数据表输出模块，用于输出事故发生的时间、地点、天气、道路结构、路面状况、碰撞前轨迹点、碰撞点、方位角、停止点、车身上碰撞位置、计算变形、碰前制动距离、侧翻滑移距离、侧翻角度、失控前制动距离、采取制动时的车速和碰撞前瞬间的车速能概括表现失控后再两车碰撞组合型事故特征的主要数据；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故发生过程简述输出模块，用于输出失控后再两车碰撞组合型事故发生的时间、天气、场地、事故车辆行驶状态、计算行驶车速以及事故过程的文字描述和二维轨迹描述；

所述的失控后再两车碰撞组合型事故案例数据存储模块，采用Access数据库技术，利用 VC++6.0开发平台建立了失控后再两车碰撞组合型事故案例数据仓库，实现存储模拟计算生成的失控后再两车碰撞组合型事故案例数据。

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