Chương III TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỘNG CỦA NGƯỜI ĐI BỘ KHI VA CHẠM VỚI ÔTÔ 3.1.. Do quán tính, con người không thể thay đổi lập tức chế độ chuyển động của mình.. Các giả thiết khi tính toán:
Trang 1Chương III TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỘNG CỦA NGƯỜI ĐI BỘ KHI VA CHẠM VỚI
ÔTÔ 3.1 CÁC THAM SỐ CHUYỂN ĐỘNG CỦA NGƯỜI ĐI BỘ
• Tốc độ của người đi bộ (V N ) là đại lượng ngẫu nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu
tố Để xác định VN có thể dùng kinh nghiệm nhận được theo dõi một số dòng người trong những hoàn cảnh tương tự Có thể xác định VN qua các nhân chứng trong khoảng thời gian 10 ngày Ngoài ra có thể dựng lại hiện trường tai nạn để xác định
VN.
• Quán tính của người đi bộ Do quán tính, con người không thể thay đổi lập tức
chế độ chuyển động của mình Mỗi người có quãng đường dừng lại của mình phụ thuộc vào loại đường, lứa tuổi và tốc độ chuyển động Theo kinh nghiệm quãng đường được xác định theo công thức:
Trong đó: aN, bN - phụ thuộc vào kinh nghiệm
3.2 TỐC ĐỘ AN TOÀN CỦA ÔTÔ VÀ NGƯỜI ĐI BỘ
3.2.1 TỐC ĐỘ AN TOÀN CỦA ÔTÔ
Khi lái xe người lái thường lựa chọn tốc độ ôtô theo hai tiêu chí: thời gian ngắn nhất và an toàn cao nhất Các tiêu chí này hoàn toàn đối nghịch nhau và việc tăng tốc độ của ôtô quá giới hạn cho phép là nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông Việc lựa chọn tốc độ nào của ôtô để có thể tránh được va chạm với người đi bộ
Các giả thiết khi tính toán:
• Bỏ qua kích thước của người đi bộ, coi người là một điểm - vạch người đi bộ;
• Vận tốc của người đi bộ và vận tốc của ôtô vông góc với nhau và không thay đổi
Tốc độ an toàn là tốc độ của ôtô mà thời điểm phát sinh tình huống nguy hiểm người lái xe có khả năng về mặt kỹ thuật tránh không xẩy ra tai nạn giao thông
Khi ôtô chuyển động thẳng mà phát sinh tình huống nguy hiểm, để tránh không xẩy ra tai nạn giao thông lái xe có thể áp dụng một trong các biện pháp sau đây:
• Dừng ôtô trước vạch người đi bộ (hình 3.1)
Trang 2VN
va=0
Hình 3.1
• Vượt qua vạch người đi bộ sớm hơn so với người đi bộ so với thời điểm người đi bộ chạm vào hành lang động của ôtô (hình 3.2)
Va
Hình 3.2
• Người đi bộ vượt quá hành lang động của ôtô trước khi ôtô chạm vào vạch người đi bộ (hình 3.3)
Va
Hình 3.3
3.2.1.1 Tốc độ an toàn thứ nhất (V AT1 )
Là tốc độ lớn nhất của ôtô mà khi người lái xe phanh ngặt ôtô dừng trước “vạch”
người đi bộ (hình 3.4)
p NH
2 p
2 p 1
AT T.J T J 2.S J
Trong đó: t1 - thời gian nhận thức về tai nạn giao thông của lái xe;
t2 - thời gian phản ứng của lái xe;
Trang 3t3 - thời gian gia tốc phanh tăng đến cực đại;
Jp – gia tốc phanh của ụtụ
Vận tốc Vat1 chỉ phụ thuộc thuần tuý vào lái xe, ôtô và đường mà không phụ thuộc vào người đi bộ (hình 3.5)
Hình 3.5
VAT1
VAT1
SN
SNH
Va=0
Hỡnh 3.4
SN
Va
3.2.1.2 Tốc độ an toàn thứ hai (V AT2 )
Là tốc độ nhỏ nhất của ôtô vượt qua vạch người đi bộ trước khi người đi bộ trạm vào hành lang động của ôtô (hình 3.6)
Hình 3.6
SNH
VAT2
Va=0
Trang 4N a NH 2
AT
S
V )
L S (
Trong những phố nhỏ SN rất nhỏ cho nên VAT2 rất lớn thậm trí vượt quá khả năng của ôtô vì vậy tai nạn là không tránh khỏi
Hình 3.7
VAT2
Va
SN
3.2.1.3 Tốc độ an toàn thứ ba (V AT3 )
Là tốc độ lớn nhất của ôtô mà khi ôtô chạm vạch người đi bộ thì người đi bộ đã vượt qua hành lang động của ôtô về phía bên kia (hình 3.8)
H d
N NH 3
AT
B B
V S V
+
∆
Hình 3.8
VN
BH
∆Bd
La
SN
SNH
VAT3
Va=0
Trang 5Hình 3.9
3.2.1.4 Tốc độ an toàn thứ tư (V AT4 )
Là tốc độ lớn nhất của ôtô mà khi lái xe phanh ngặt ôtô cắt vạch người đi bộ với vận tốc V1, người đi bộ kịp vượt qua hành động của ôtô về phía bên (hình 3.10)
V1
∆Bd
La
BH
SNH
VAT4
VAT3
SN
Va
Hình 3.10
Thời gian chạy trơn của ôtô (T) và thời gian ôtô giảm tốc từ VAT4 đến V1 bằng thời gian (tN) người đi bộ vượt qua quãng đường ∆Bd+BH
N N
H d p
1 4
V
B B J
V V
Do đó:
p N
4 AT
1 V (t T).J
p
2 1
2 4 AT 4
AT
V V
T V
+
N p
2 N 3 AT N
p
2 N NH 4
AT
t
2
J ) T t ( V t
2
J ) T t ( S 2
+
=
ư +
=
Trang 6Nếu V1 = 0 ⇒ VAT4 = VAT1
Nếu V1 = V0 ⇒ VAT4 = VAT3
Nếu tN ≤ T ⇒ VAT4 = VAT3
Hỡnh 3.11
VAT4
SN
Va
3.2.1.5 Tốc độ an toàn thứ năm (V AT5 )
Là tốc độ của ôtô thậm trí người lái xe đã phanh ngặt vẫn kịp vượt qua vạch người
đi bộ trước khi người đi bộ trạm vào hành động của ôtô (hình 3.8)
Ta cú:
d
N N B
V t
∆
p
2 1
2 5 AT 5
AT a NH
J 2
V V
T V L
+
=
N p
2 N 2 AT N
p
2 N a NH 5
J ) T t ( v t
2
J ) T t ( ) L S (
2
+
=
ư + +
=
SNH
VAT5
Hình 3.12
V1
Trang 7Giá trị của VAT5 lớn hơn rất lớn, gần bằng với vận tốc cực đại của ôtô Khi tN ≤ T thì VAT5 = VAT2, khi V1 = 0 thì VAT5 = const
Để so sánh các phương pháp bảo đảm an toàn khác nhau khi ôtô chuyển động thẳng ta đặt các đường cong trên cùng một đồ thị (hình 3.13)
•G
•H
•F
•D
•C
•B
VAT4
Va
H×nh 3.13
VAT1
VAT2
VAT5
•E
•A
VAT3
SN
3.2.2 TỐC ĐỘ AN TOÀN CỦA NGƯỜI ĐI BỘ
Trong thực tế người đi bộ có thể băng qua đường dưới một góc nào đó so với phương chuyển động của ôtô
α
VN
“vạch” người đi bộ
Va
Hình 3.14
Giả thiết ôtô và người đi bộ chuyển động thẳng và đều:
3.2.2.1 Vận tốc an toàn thứ nhất của người đi bộ (V AT1 )
Là tốc độ lớn nhất của người đi bộ khi họ chạm vào hành lang động thì ôtô vượt qua “vạch” người đi bộ (hình 3.15)
Trang 8Ta có:
α
∆
= α
∆ + +
Sin V
B V
Cotg B L S
1 AT
d a
d a
α +
+ α
∆
∆
=
⇒
Sin ) L S ( Cos B
V B V
a NH d
a d 1
VAT1
SNH
BH
α
SN
Hình 3.15
Va
∆Bd
VAT1
α1
VAT1min
α
VN
Hình 3.16
Để xác định vận tốc VN1min ta tìm đạo hàm (3.13) theo α và tìm điều kiện α để đạo hàm bằng 0, ta có:
a NH
d 1
L S
B ArcCotg
+
∆
=
2 a NH
2 d
a d min
1
AT
) L S ( B
V B V
+ +
∆
∆
3.2.2.2 Vận tốc an toàn thứ hai của người đi bộ (V AT2 )
Trang 9Là tốc độ nhỏ nhất của người đi bộ đủ để họ vượt qua hành lang động của ôtô khi ôtô chạm vào “vạch” người đi bộ (hình 3.17)
SN
VAT1
SNH
BH
α
Va
∆Bd
Hình 3.17
Ta có:
α
+
∆
= α +
∆ +
Sin V
B B V
Cotg ) B B ( S
2 AT
H d a
H d
α +
α +
∆
+
∆
=
⇒
Sin S Cos ) B B (
V ) B B ( V
NH H
d
a H d 2
VAT2min
α2
VAT2
α
VN
Hình 3.18
Tương tự như trên ta tìm được vận tốc an toàn thứ hai nhỏ nhất (VAT2min):
2 SH
2 H d
a H d min
2 AT
S ) B B (
V ) B B ( V
+ +
∆
+
∆
khi
NH
H d 2
S
B B ArcCotg∆ +
=
α
Trang 10Tổng hợp hai loại vận tốc an toàn ta có:
B
α
VAT2min
α1
VAT1
VAT2
C
A
A, C - điểm an toàn
B - điểm không an toàn
α2
VN
Hình 3.19
3.3 XÁC ĐỊNH VẬN TỐC CỦA ÔTÔ KHI VA CHẠM
3.3.1 XÁC ĐỊNH VẬN TỐC CỦA ÔTÔ KHI VA CHẠM THÔNG QUA KHOẢNG
CÁC CỦA VẬT RƠI
L
h