Моделирование траектории движения автомобиля при исследовании дорожно-транспортных происшествий

Abstract

В статье предлагается один из способов оценки траектории движения легковых автомобилей при исследовании причин возникновения и реконструкции обстоятельств дорожно-транспортных происшествий. Цель заключатся в том, чтобы на основе теории нечетких множеств и экспериментальных исследований предложить способ уменьшения неопределенности построения расчетной траектории движения автомобиля при торможении в условиях неточности исходных данных. Основой предложенного способа является математическая модель оценки траектории движения автомобиля при торможении, которая позволяет учесть перераспределение вертикальных реакций не только по осям, а и по бортам автомобиля, и дает возможность установить момент возникновения юза каждого колеса по критерию j/g. Особенностью предложенного способа является использование разработанных ранее экспертных систем для оценки тормозных моментов на колесах автомобиля и определения коэффициента сцепления автомобиля с дорогой. Использование нечеткой экспертной информации о значении факторов, которые влияют на тормозные моменты и коэффициент сцепления, позволяет уменьшить объем экспериментальных исследований и значительно сократить время достижения объективного решения о причинах возникновения аварийных ситуаций. Расхождение результатов прогноза экспертных систем с экспериментальными данными составляет соответственно 5 % и 3 %. Представлены результаты экспериментальных исследований поведения автомобиля при торможении в дорожных условиях с учетом величины тормозных моментов, которые были приложены к колесам автомобиля, величины коэффициента сцепления по бортам автомобиля, а также поперечного смещения центра масс автомобиля вследствие неравномерного распределения груза. Максимальная погрешность расхождения результатов моделирования и экспериментальных данных не превышает 8 %. Приведен опорный алгоритм оценки траектории движения автомобиля при торможении, который позволяет учесть стохастическую и нечеткую неопределенность исходных данных и уменьшить диапазон возможной погрешности моделирования на 39 %. Исследование дорожно-транспортных происшествий, связанных с изменением траектории движения автомобиля при торможении, подтвердили возможность применения предложенного способа в автотехнической экспертизе.

The article proposes one of the ways to evaluate the trajectory of the cars movement in the study of the causes of the occurrence and reconstruction of the traffic accidents circumstances. The aim is to propose, based on the theory of fuzzy sets and experimental studies, a method for reducing the uncertainty of constructing the calculated trajectory of a vehicle duringbraking under inaccurate initial data. The basis of the proposed method is a mathematical model for evaluating the trajectory of a vehicle during braking, which allows for the redistribution of vertical reactions not only along the axes, but along the sides of the car, and makes it possible to determine the instant of occurrence of the skid of each wheel by the criterionj/g. A feature of the proposed method is the use of previously developed expert systems for evaluating the braking torques on the wheels of thecar and determining the coefficient of adhesion of the car with the road. The use of fuzzy expert information on the importance of factors that affect brake moments and the coefficient of adhesion allows to reduce the volume of experimental studies and significantly shorten the time to reach an objective decision on the causes of emergencies. The discrepancy between the results of the expert system forecast and the experimental data is 5% and 3%, respectively. Presented are the results of experimentalstudies of the behavior of the car during braking in road conditions, taking into account the magnitude of the braking torques that were applied to the wheels of the car, the magnitude of the coefficient of adhesion along the sides of the car, as well as the transverse displacement of the center of mass of the car due to uneven distribution of cargo. The maximum error in the discrepancy between the simulation results and the experimental data does not exceed 8%. A reference algorithm for estimatingthe trajectory of a vehicle during braking is presented, which allows one to take into account the stochastic and indistinctuncertainty of the initial data and reduce the range of possible modeling error by 39%. Investigation of road accidents related to changing the trajectory of the car during braking, confirmed the possibility of applying the proposed method in the auto-technical examination.

У статті пропонується один із способів оцінки траєкторії руху легкових автомобілів при дослідженні причин виникнення і реконструкції обставин дорожньо-транспортних пригод. Мета полягає у тому, щоб на основі теорії нечітких множин та експериментальних досліджень запропонувати спосіб зменшення невизначеності побудови розрахункової траєкторії руху автомобіля при гальмуванні вумовах неточності вихідних даних. Основою запропонованого способу є математична модель оцінки траєкторії руху автомобіля при гальмуванні, яка дозволяє врахувати перерозподіл вертикальних реакцій не тільки по осях, а й по бортах автомобіля, і дає можливість встановити момент виникнення юза кожного колеса за критерієм j / g. Особливістю запропонованого способу є використання розроблених раніше експертних систем для оцінки гальмівних моментів на колесах автомобіля і визначення коефіцієнта зчеплення автомобіляз дорогою. Використання нечіткої експертної інформації про значення факторів, які впливають на гальмівні моменти і коефіцієнт зчеплення, дозволяє зменшити обсяг експериментальних досліджень і значно скоротити час досягнення об'єктивного рішення про причини виникнення аварійних ситуацій. Розбіжність результатів прогнозу експертних систем з експериментальними даними становить відповідно 5% і 3%. Представлені результати експериментальних досліджень поведінки автомобіля при гальмуванні в дорожніх умовах з урахуванням величини гальмівних моментів, які були прикладені до коліс автомобіля, величини коефіцієнта зчеплення по бортах автомобіля, а також поперечного зміщення центру мас автомобіля внаслідок нерівномірного розподілу вантажу. Максимальна похибка розбіжності результатів моделювання і експериментальних даних не перевищує 8%. Наведено опорний алгоритм оцінки траєкторії руху автомобіля при гальмуванні, який дозволяє врахувати стохастичну і нечітку невизначеність вихідних даних і зменшити діапазон можливої похибки моделювання на 39%. Дослідження дорожньо-транспортних пригод, пов'язаних зі зміною траєкторії руху автомобіля при гальмуванні, підтвердили можливість застосування запропонованого способу в автотехнічній експертизі.