[发明专利]交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算系统及计算方法

说明书

本发明属于交通事故信息技术领域，具体涉及交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算系统及计算方法。具体技术方案为：选择已知事故车辆，根据车辆碰撞前速度、碰撞后速度计算碰撞过程中因变形损失的能量，将已知事故车辆划分为数个连续的细胞单元，测量变形细胞单元的数量及其对应的变形量，将损失能量作为训练样本，利用卷积神经网络算法计算变形细胞单元的刚度系数；选择多个事故车辆，多次训练，直至计算出所有细胞单元的刚度系数；实际发生碰撞时，根据变形细胞单元的数量及其对应的刚度系数，计算因变形导致的能量损失。该方法计算精度较高，不需要复杂的建模过程，计算时间快；且计算的车辆碰撞变形部位吸收的能量更加接近真实数据。

技术领域

本发明属于交通事故信息技术领域，具体涉及交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算系统及计算方法。

背景技术

大部分交通事故为汽车碰撞事故，碰撞事故具有以下特点：车辆之间互相交换能量，碰撞部位容易出现损坏(塑性变形)，碰撞车辆出现互相排斥现象(弹性变形)，满足动量守恒和能量守恒定律。对于交通事故责任划分，计算车辆碰撞前后车速是非常关键的因素，碰撞前的车速可根据车辆变形吸收的能量、碰撞后车辆的速度求出；碰撞后的车速可根据地面刹车痕迹、车辆碰撞后运动的轨迹推算。

目前，车辆碰撞时变形吸收的能量计算方法有两种。

一种方法是二维简化计算模型，给定一个固定刚度，测量事故中车辆碰撞时变形部位的变形尺寸，根据变形尺寸和车辆的固定刚度计算吸收能量，该方法计算过程简单快速，但不同类型车辆的固定刚度差别很大，且由于车辆实际结构复杂，不同部位的刚度实际上不相同，即车辆是一个非线性的变刚度结构。

另一种方法是使用PC-CRASH软件仿真，该软件将车辆各个部分的零件进行建模，并给各个零件总成一个单独的刚度系数，碰撞时根据多刚体动力学方式进行仿真计算，求出车辆碰撞变形部位吸收的能量，该方法计算精度较高，但需要对车辆的各总成进行精确建模，建模过程较复杂，计算时间和难度非常大，前期需要相关专业人员花费大量时间和精力，后期的计算过程也需要相关的专业知识才能进行，且目前进行交通事故鉴定的现场工作人员的知识储备一般无法满足计算要求。

发明内容

本发明的目的是提供交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算系统及计算方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算方法，选择已知事故车辆，根据车辆碰撞前速度、碰撞后速度计算碰撞过程中因变形损失的能量，将已知事故车辆划分为数个连续的细胞单元，测量变形细胞单元的数量及其对应的变形量，将损失能量作为训练样本，利用CNN卷积神经网络算法计算变形细胞单元的刚度系数；选择同一类型的多个事故车辆，多次训练，直至计算出所有细胞单元的刚度系数；实际发生碰撞时，根据变形细胞单元的数量及其对应的刚度系数，计算因变形导致的能量损失。

优选的：包括以下步骤，

A1、选择已知事故车辆，根据事故车辆碰撞前速度v₁、碰撞后速度v₂，计算碰撞过程中发生变形的能量损失E₀；

A2、建立事故车辆的三维模型，并在三维空间中将事故车辆划分为n个连续的细胞单元，每个细胞单元的刚度系数分别记为C₁、C₂、C₃……C_n-1、C_n；

A3、测量事故车辆变形区域内发生变形的细胞单元的数量a及每个变形细胞单元对应的变形量b，并在三维模型中标记；

A4、将能量损失E₀作为训练样本，将刚度系数C_n作为输出结果，利用CNN卷积神经网络算法计算每个变形细胞单元的刚度系数C_n；