Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

776

dr inż. Piotr Aleksandrowicz

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

w Bydgoszczy

Przykład analizy zderzenia samochodu i motocykla w kontekście

bezpieczeństwa w ruchu drogowym

Wstęp

Ruch drogowy, w którym realizowane są również zdania transportowe jest domeną

wysokiego ryzyka, który niesie ze sobą nie tylko skutki w postaci strat materialnych, ale

również możliwe obrażenia uczestników zdarzenia. W szczególności zdarzenia drogowe

z udziałem motocykli skutkują zazwyczaj poważnymi obrażeniami kierujących tymi

pojazdami oraz pasażerów. Według danych Krajowej Rady Bezpieczeństwa Ruchu

Drogowego (KRBRD) ze sprawozdania Stanu bezpieczeństwa ruchu drogowego oraz działań

realizowanych w tym zakresie w 2012 r. [2] na terenie kraju zaistniało 37.046 wypadków,

w których 61.412 osób odniosło obrażenia ciała o różnym nasileniu ich skutków w tym 3.571

zabitych. Ze wskazanej liczby zabitych 9% ofiar stanowili motocykliści i motorowerzyści.

Natomiast wypadków drogowych polegających na zderzeniu bocznym pojazdów

będących w ruchu według przywołanego wyżej raportu odnotowano 10.408. Niezgodne

z przepisami zachowanie kierujących przyczyniło się do śmierci 2.598 osób, z czego 31%

osób zginęło w związku z niedostosowaniem kierującego prędkości do warunków ruchu, 12%

w związku z nieprawidłowym wykonaniem min. manewru zmiany pasa ruchu i 11% dotyczy

zdarzeń polegających na nieustąpieniu pierwszeństwa przejazdu [2]. Wobec coraz większej

dostępności możliwości zakupu motocykli istotnym jest prowadzenie analiz zdarzeń

drogowych, których efekty mogłyby być wykorzystywane kształtowaniu świadomości

kierujących realizujących zadania transportowe i pozostałych uczestników ruchu.

1.

Dane do analizy studium przypadku oraz okoliczności zaistniałego zdarzenia

drogowego

Zakres informacji studium przypadku obejmował min. następujące dane:

-

jezdnia w rejonie zdarzenia o nawierzchni asfaltowej i szerokości 4,9 m. Dwa pasy ruchu

bez wyznaczonej osi jezdni. Po obu stronach jezdni gruntowe pobocza. Lewe porośnięte

trawą, szerokość 3 m, natomiast prawe pobocze wyłożone grysem i ma szerokość 5 m;

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

777

-

szerokość wjazdu do posesji znajdującej się po prawej stronie drogi wynosi 8,8 m, którego

początek rozpoczyna się 10,2 m za przyjętym Stałym Punktem Odniesienia (SPO) [5]

natomiast koniec 17,8 m za SPO. Ogrodzenie posesji znajduje 3,2 m lewej krawędzi

jezdni. Dalej po prawej stronie jezdni znajduje się wjazd do drugiej posesji, którego

początek znajduje się 25,5 m za SPO, a koniec 33 m za SPO;

-

wypadek miał miejsce w warunkach jazdy dziennej, zachmurzeniu niewielkim, pogodzie

bezwietrznej, na prostym, płaskim odcinku drogi (w miejscu zdarzenia prosta 50 m, przed

350 m i za tym miejscem 250 m), jezdni suchej, gładkiej, temperaturze 21ºC, obszarze

zabudowanym, ograniczenie prędkości do 50 km/h;

-

od 13,1 m za SPO i 0,7 m od prawej krawędzi jezdni rozpoczynał się ślad hamowania

motocykla, jego koniec znajdował się w odległości 19,5 m za SPO. Koniec tego śladu

znajdował się 0,8m od prawej krawędzi jezdni. Natomiast w odległości 21,2 m i 0,5 m od

prawej krawędzi jezdni znajdowały się ślady tarcia motocykla o asfalt. Nieco dalej 22,2 m

za SPO na krawędzi jezdni znajdował się ślad tarcia o nawierzchnię skierowany do

samochodu na odcinku do 26 m za SPO;

-

samochód stał na kołach częściowo we wjeździe do posesji do, której skręcał, przodem

zwrócony do bramy wjazdowej. Prawy tylny narożnik samochodu znajdował się 25,8 m

za SPO i 1,6 m od prawej krawędzi jezdni. Tylny lewy narożnik tego pojazdu znajdował

się 27,5 m za SPO i 2,2 m od prawej krawędzi jezdni. Przedni lewy narożnik samochodu

znajdował się 29,3 m za SPO i 2,3 m od prawej krawędzi jezdni we wjeździe do posesji.

Przy przednich kołach samochodu znajdowały się ślady tarcia o asfalt, które miały

długość 0,4 m;

-

położenie powypadkowe motocykla i kierującego zostało zmienione.

Okoliczności i skutki zdarzenia w analizowanym studium przypadku:

-

kierujący samochodem włączył się do ruchu z posesji nr. 1 i skręcając do posesji nr 2 po

przeciwnej stronie jezdni zderzył się z kierującym motocyklem jadącym w kierunku na

wprost. Wskutek zderzenia kierujący motocyklem doznał obrażeń ciała, a pojazdy zostały

uszkodzone;

-

według danych z osobowego materiału dowodowego motocyklista miał jechać

z prędkością znacznie większą od dopuszczalnej i nie był w ogóle widoczny na jezdni

w czasie realizacji w/w manewrów przez kierującego samochodem.

Wstępne oszacowanie prędkości pojazdów w analizowanym studium przypadku:

Na podstawie długości śladów blokowania kół samochodu oszacowano prędkość jego

jazdy, co zaprezentowano poniżej [4]:

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

778

h

km

h

km

s

m

t

g

S

g

V

n

h

S

/

14

/

73

,

13

/

81

,

3

2

2

≈

=

=

⋅

⋅

+

⋅

⋅

⋅

=

µ

µ

(1)

Do obliczeń przyjęto [4]:

- µ ~ 0,78 – współczynnik przyczepności kół samochodu na betonie;

- g = 9,81 m/s

2

– przyspieszenie ziemskie;

- S

h

= 0,4 m – długość śladu blokowania kół samochodu;

- t

h

= 0,35 s – opóźnienie zadziałania układu hamulcowego samochodu.

Przy zderzeniach polegających na czołowym uderzeniu motocykla w przeszkodę

dochodzi do zmiany jego długości całkowitej i rozstawu osi, a wielkość tych deformacji

zależy przede wszystkim od prędkości kolizyjnej motocykla przy, której doszło do zderzenia.

Jednak w związku z warunkami badań na podstawie, których ustalono liniowe zależności

wskazanych wyżej deformacji motocykla od prędkości kolizyjnej istnieją pewne ograniczenia

do stosowania tych metod obliczeniowych.

Zależności te stosuje się do przypadków, w których [4]:

- w chwili uderzenia przednie koło motocykla nie było skręcone;

- zderzenie nastąpiło ze sztywną (znikome odkształcenia) i nieruchomą przeszkodą;

- po zderzeniu nie nastąpiło odrzucenie motocykla od przeszkody.

Uszkodzenia motocykla w analizowanym studium przypadku wskazują, że zderzenie

pojazdów nie spełniało żadnego ze wskazanych przykładowo kryteriów i formuły związane ze

zmianą odległości miedzy osiowej motocykla nie powinny być stosowane do obliczenia jego

prędkości kolizyjnej.

Stąd do oszacowania prędkości kolizyjnej motocykla zaproponowano skorzystanie na

przykład z bazy danych EES Catalog [1] w, której prezentowane są uszkodzone motocykle

dla, których ustalono ekwiwalentną prędkość zderzenia EES [5]. Na tej podstawie

oszacowano prędkość zderzenia motocykla rzędu około 40 km/h.

Motocykl wytracał jednak energię kinetyczną jeszcze przed zderzeniem na

ujawnionym śladzie blokowania koła i tarcia na asfalcie. Kształt tego śladu wskazywał, że

motocyklista wykonał manewr gwałtownego hamownia prowadzący do zablokowania koła

tylnego pojazdu [4].

Na podstawie długości śladów blokowania koła i tarcia motocykla o nawierzchnię

oszacowano prędkość jazdy pojazdu jednośladowego, co zaprezentowano poniżej [4]:

(

)

h

km

h

km

s

m

t

g

S

f

S

g

V

V

n

h

n

h

k

M

/

59

/

8

,

58

/

35

,

16

2

2

2

2

1

1

2

≈

=

=

⋅

⋅

+

⋅

+

⋅

⋅

⋅

+

=

µ

µ

µ

(2)

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

779

Do obliczeń przyjęto [4]:

- µ

1

~ 0,75 – współczynnik przyczepności kół na asfalcie;

- µ

2

~ 0,5 – współczynnik tarcia motocykla na asfalcie;

- g = 9,81 m/s

2

– przyspieszenie ziemskie;

- S

h1

= 6,4 m – długość śladu blokowania koła tylnego;

- S

h2

= 6,5 m – wynikowa długość śladu tarcia motocykla na nawierzchni jezdni;

- f

h

= 0,42 m – współczynnik wykorzystania hamulców (koło tylne);

- t

h

= 0,35 s – opóźnienie zadziałania układu hamulcowego.

2.

Weryfikacja mechanizmu zdarzenia analizowanego studium przypadku

Kierujący samochodem włączając się do ruchu z posesji numer 1, a następnie

zmieniając kierunek jazdy skręcając w prawo do znajdującej się nieco dalej posesji numer

2 po prawej stronnie jezdni winien zachować szczególną ostrożność. Realizacja tej zasady

polega na pełnej koncentracji uwagi oraz uaktywnieniu zdolności przewidywania.

Przywoływane są tu badania prof. Hartmanna [3] dla sytuacji, kiedy kierujący powinien być

przygotowany na odpowiednio szybkie działanie w zależności od sytuacji zmieniającej się na

drodze – średnia wartość tego czasu w porze dziennej to około 0,9 s. Wyniki badań czasów

reakcji przeprowadzonych w Stanach Zjednoczonych [4] w podziale reakcji na sygnał prosty,

oczekiwaną sytuację i niespodziewaną sytuację na drodze wskazują, że średni czas reakcji na

oczekiwaną sytuację na drodze wynosi 1,1 s. Czas reakcji kierującego samochodem nie

powinien przekraczać średnio 1s, co należy wziąć pod uwagę w prowadzonych analizach.

Natomiast motocyklista w rejonie wypadku nie był zobowiązany do zachowania

szczególnej ostrożności oraz oczekiwania, że kierowca samochodu stworzy stan zagrożenia.

Czas reakcji kierującego na niespodziewaną sytuację drogową według przywołanych wyżej

badań amerykańskich [4] wynosi średnio 1,4 s. W analizowanym studium przypadku nie jest

weryfikowalne technicznie sygnalizowanie kierunkowskazem podejmowanych manewrów

przez kierowcę samochodu. Jeśli przyjąć, że owe sygnalizowanie nastąpiło odpowiednio

wcześnie to również motocyklista powinien reagować jak na oczekiwaną sytuację na drodze,

czyli w czasie nieprzekraczającym średnio około 1 s.

Na podstawie dostępnych danych analizowanego studium przypadku w postaci

uszkodzeń pojazdów i śladów na drodze oraz oszacowanych prędkości obiektów

przeprowadzono symulację umożliwiającą jego analizę czasowo-przestrzenną i weryfikację

deklarowanych okoliczności zdarzenia oraz prędkości pojazdów z wykorzystaniem narzędzia

informatycznego V-SIM [6]. Uwzględniono przy tym wynikającą z danych pozycję

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

780

„startową” samochodu z wyjazdu posesji nr 1 i dalej skręt w prawo we wjazd do posesji nr 2

w rejonie, której doszło do zderzenia oraz pozycję powypadkową samochodu przodem w jej

wjeździe, co zaprezentowano poniżej (rys.1).

Rys.1. Opracowanie własne planu sytuacyjnego miejsca zdarzenia wykonane w programie V-SIM [6]

W rezultacie przeprowadzonej symulacji ustalono min.:

- w czasie rozpoczęcia włączania się do ruchu samochodu z wyjazdu posesji nr 1,

0,0 s symulacji pojazdy dzieliłaby odległość około 114,5 m. Kierujący samochodem mógł

zapewnić sobie skuteczne rozpoznanie drogi za pojazdem, ponieważ motocyklista był

widoczny na kilkuset metrowej prostej, jaka znajdowała się przed miejscem zderzenia;

- w czasie około 4,3 s symulacji samochód wjechał całą szerokością przodu na lewy pas

jezdni. Kierujący motocyklem znajdowałby się wówczas 55,2 m od przyszłego miejsca

zderzenia, miał on możliwość obserwowania zachowania kierowcy samochodu, który

znajdował się na przeciwległym pasie ruchu jadąc z niewielką prędkością rzędu około

8km/h przy lewej krawędzi jezdni i obowiązany był ustąpić pierwszeństwa motocykliście

jadącemu prawym pasem ruchu;

- w czasie około 5,8 s symulacji (obiekty koloru pomarańczowego na rys.2) kierujący

motocyklem zareagowałby decyzją o hamowaniu w opisanym wcześniej czasie

statystycznym. Reakcja ta mogła być wywołana zauważalną zmianą toru jazdy samochodu

do osi jezdni lub też włączeniem kierunkowskazu przez tego kierującego. W tym czasie

motocykl znajdował się około 30,4 m przed miejscem przyszłego zderzenia. Natomiast

kierowca samochodu nie zapewnił sobie skutecznego rozpoznania tej części drogi

i kontynuował dalej jazdę w odległości około 23,5 m od motocykla z prędkością około 11

km/h;

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

781

- symulacja wskazuje, że kierowca samochodu musiałby zareagować decyzją o hamowaniu

w czasie około 6,6 s symulacji jadąc z prędkością około 12,4 km/h (obiekty koloru

niebieskiego na rys.2), aby pojazd ten uzyskał pozycję powypadkową. Ale wówczas

samochód wjechałby już prawym przednim kołem poza oś jezdni. Natomiast Motocykl

w tym czasie zacząłby zmniejszać prędkość w czasie narastania sił hamujących (pozycja

oznaczona cyfrą 1 na rys.2);

- w pozycji oznaczonej cyfrą 2 motocykla w czasie około 6,9 s symulacji motocykl

znajdowałby się na początku ujawnionych śladów hamowania jadąc z prędkością około

54km/h, a samochód w czasie reakcji kierującego i pojazdu osiągnąłby prędkość około

13km/h, co zaprezentowano na rys.2;

- w kolejnej pozycji motocykla oznaczonej cyfrą 3 na rys.2 (około 7,5 s symulacji)

znajdowałby się on na końcu ujawnionych śladów hamowania jadąc z prędkością około

45 km/h, a początkiem śladów tarcia na asfalcie. Natomiast Samochód w czasie reakcji

kierującego i pojazdu osiągnąłby prędkość około 13,7 km/h i zajmowały całą szerokość

prawego pasa ruchu, którym nadjeżdżał motocyklista;

- zderzenie pojazdów nastąpiłoby w czasie około 7,9 s symulacji (czerwone obiekty na

rys.2). Prędkość zderzenia motocykla wynosiła około 40 km/h natomiast samochodu

w chwili zderzenia, gdy był już hamowany około 10 km/h, co znajduje potwierdzenie

w oszacowanych wcześniej prędkościach obiektów. W symulacji uzyskano przy przyjętych

parametrach zderzenia obrót samochodu tyłem w lewo o około 1 m do pozycji

powypadkowej, to jest od sylwetki czerwonej w chwili zderzenia do powypadkowej

oznaczonej na czarno (odpowiada to „nałożeniu” sylwetki animowanej samochodu barwy

granatowej na sylwetkę barwy czarnej odpowiadającej jego położeniu powypadkowemu),

co przedstawiono na rys.2.

Rys.2. Opracowanie własne wizualizacji symulacji zderzenia wykonanej w programie V-SIM [6]

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

782

Symulację przebiegu analizowanego studium przypadku przeprowadzono przy

pomocy programu Cybid V-SIM wersja 3.0.30 - licencja edukacyjna numer 8464BD5C

wystawiona dla Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy.

Podsumowanie

Dynamiczne przemiany gospodarcze w Polsce od blisko 10 lat niezależnie

od przyczynienia się do wzrostu ilości eksploatowanych pojazdów doprowadziły do

stosunkowo łatwej dostępności zakupu pojazdów jednośladowych z krajów Unii Europejskiej.

Rozwojowi motoryzacji oraz transportu, także w naszym regionie towarzyszą jednak

i negatywne tego konsekwencje. Jednym z najważniejszych negatywnych skutków tego

rozwoju są wypadki drogowe. Zdarzenia z udziałem motocykli oprócz strat materialnych

związane są zazwyczaj z obrażeniami ciała jadących pojazdem jednośladowym.

Przeprowadzona

analiza

studium

przypadku

z

wykorzystaniem

narzędzia

informatycznego Cybid VSIM wykazała możliwość sprawnej weryfikacji okoliczności

zdarzeń drogowych przy wykorzystaniu możliwości realizacji zderzenia obiektu

kinematycznego z obiektem mechanicznym i śledzenie animacji tego drugiego do pozycji

powypadkowej. Uzyskanie przez obiekt mechaniczny symulacji pozycji powypadkowej

pozwala na szacowanie prędkości obu pojazdów w chwili zderzenia z precyzją nie mniejszą

od wyliczeń stosowanych w metodach energetycznych przy jednoczesnej możliwości szybkiej

analizy dla wielu wariantów pozycjonowania pojazdów w chwili zderzenia, czego obliczenia

bez narzędzi informatycznych wspierających proces obliczeniowy nie zapewniają.

Z przeprowadzonej symulacji wynika również, że należy z dużą ostrożnością

podchodzić do deklarowanych wartości prędkości uczestników zdarzenia, a w szczególności

kierujących motocyklami, którym zwykle przypisuje się szybką jazdę. W analizowanym

przypadku motocyklista mógł jechać z prędkością o około 10km/h większą od dopuszczalnej,

a nie jak wynikało to z danych osobowych z prędkością kilkudziesięciu kilometrów szybciej.

W sytuacji zderzenia motocykla z samochodem nawet przy prędkościach zderzenia

w granicach prędkości dopuszczalnej w terenie zabudowanym i mniejszych może dojść do

bardzo poważnych skutków w zakresie obrażeń ciała jadących pojazdem jednośladowym.

Przeprowadzona analiza studium przypadku potwierdza również, że wbrew

obiegowym teoriom wśród motocyklistów hamowanie dwoma kołami motocykla przed

przeszkodą, a w szczególności wykorzystywanie sił hamujących koła przedniego jest

efektywniejsze aniżeli wywrócenie motocykla przed przeszkodą dla uniknięcia zderzenia.

Zaprezentowana metodyka analizy w studium przypadku może być przydatna nie

tylko w weryfikacji przebiegu zdarzeń drogowych, ale również wyniki tego typu symulacji

Logistyka - nauka

Logistyka 6/2013

783

mogą być wykorzystywane w procesie szkolenia, edukacji oraz kształtowaniu świadomości

kierujących pojazdami w transporcie, pozytywnie wpływając na jego rozwój, jak również dla

podniesienia poziomu bezpieczeństwa ruchu drogowego w naszym regionie.

Example of analysis of inducing collision of the car and the motorbike in

the security context in the road traffic

Summary

In the article an example of estimating the speed of vehicles and taken verifications

was presented of manoeuvres by drivers in the security context in the road traffic. The

analysed problem was presented based on the case study of the road event consisting it in

being struck by a motorbike into the side of passenger cars. That kind of events are carrying

the higher probability of serious effects in particular concerning the driver two-wheeled.

Presented analysis is using the possibility of the simulation of inducing collision of objects

among others at applying the computer V-SIM tool. thanks to the proposed procedure

analysing the event in spite of for example contrary data given by witnesses or their lack is

possible what can be useful in reconstruction of road traffic accidents and the assessment of

drivers in the context of violating safety rules in the road traffic. Get results of analyses of this

type can be used also for improving the safety road traffic.

Literatura

1. EES-catalog. Dostępne http://ees.vcrash3.com (15.10.2013r).
2. Krajowa Rada Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego.: Stan bezpieczeństwa ruchu drogowego

oraz działania realizowane w tym zakresie w 2012 r. Dostępne www.krbrd.gov.pl
(15.10.2013r).

3. Praca zbiorowa.: Problematyka prawna i techniczna wypadków drogowych. IES, Kraków

2006.

4. Praca zbiorowa.: Wypadki drogowe Vademecum biegłego sądowego. IES, Kraków 2002.
5. Prochowski L., Unarski J., Wach W., Wicher J.: Pojazdy Samochodowe. Podstawy

rekonstrukcji wypadków drogowych. WKŁ, Warszawa 2008.

6. Program V-SIM3 do analizy wypadków drogowych firmy Cybid. Instrukcja użytkownika.

Kraków 2011.