Традиционный подход к  экспертному  анализу механизма ДТП практически исчерпал возможности значительных шагов в своем развитии. Дальнейшее развитие методов анализа  ДТП  пошло  по пути  использования динамических  расчетов, изучению не только характера движения, но и его причин. Динамика оперирует такими понятиями, как масса, сила, импульс, момент импульса, энергия.

Применение  модели АТС с 6-ю степенями свободы кузова, 4-мя степенями свободы  колес и  модели автомобильной шины  дало возможность анализировать  сложные режимы движения автомобиля — маневр, маневр с торможением, опрокидывание, движение  автомобиля с повреждениями тормозов, ходовой части,  учитывать наличие АБС, систем стабилизации.  

Разработка  достаточно точных и простых в применении  моделей анализа столкновений и расчета  энергии деформации на основе  эквивалентной скорости позволило включить в расчеты фазу столкновения ТС с другими  объектами.

. Модель дороги и окружающей среды  включает не только поперечные и продольные уклоны, но и локальные  препятствия (ямы,  бордюры,  ограждения), силу и направление ветра, видимость в направлении движения, обзорность,  технические средства регулирования (светофоры).

Разработан ряд моделей водителя  (Fuzzy модель и PID- тангенциальная модель) позволяющие реализовывать стратегии управления автомобилем, близкие к человеку.

  Модель манекена  человека (многомассовая  система), позволяет анализировать его динамическое  взаимодействие  с  автомобилем  (элементами салона, внешней поверхностью) с учетом использования  ремней безопасности. 

  Все это создало  предпосылки к появлению специализированных экспертных программ  анализа механизма  ДТП (Carat, PC Crash, и др.), использующих динамический расчетный режим в качестве основного.

Необходимость исследования механизма ДТП в полном объеме  довел сложность  динамической системы  происшествия  до уровня,  исключающего применение аналитических методов анализа.  Получение необходимых результатов стало возможно только с использованием  имитационных моделей. Поэтому  первой особенностью  является тот факт, что специальные экспертные программные пакеты  типа Carat, PC Crash, являются реализацией метода имитационного моделирования применительно к анализу механизма ДТП -  объектно-ориентированными  пакетами  визуального моделирования сложных динамических систем.

Эта особенность предопределяет как широкие возможности программ, так и  определенные сложности их применения. Исследование  с использованием имитационных моделей  коренным образом отличается от  аналитического анализа динамических моделей.  

В аналитических моделях используется расчетный метод исследования, процесс моделирования сводится к расчетам с использованием определенных расчетных зависимостей, слабо связанных со структурой системы, процессами ее функционирования. 

При имитационном моделировании в  модели непосредственно отображается  структура  моделируемой  системы.

В  программах используют детерминированное моделирование.  Поскольку модель включает элементы математического описания процессов на микроуровне, то отличие имитационной модели от математической (дескриптивной) оказывается достаточно условным.  Элементы вероятности, случайности событий в моделируемых системах  отсутствуют.

Для визуализации результатов моделирования используется графическое представление, в том числе -  анимированное с  использованием развитой двух- и трехмерной анимации в реальном времени.

Исходное состояние каждого элемента описывается набором параметров, которые хранятся в памяти компьютера. Взаимодействия элементов системы описываются алгоритмически.

Моделирование осуществляется в пошаговом режиме. На каждом шаге моделирования изменяются значения параметров системы, которые сохраняются в памяти компьютера и отображаются на экране монитора.

Процессы исследования представляет собой численный метод проведения на ЭВМ экспериментов с математической  моделью, описывающей  поведение сложной системы в течение заданного промежутка времени. Компьютерный эксперимент очень близок к  натурному эксперименту.

Работа с программой  имеет свои специфические особенности. Программа позволяет  воспроизводить и  исследовать разработанную на основе исходных данных версию механизма ДТП, качество которой  зависит от исходных данных,  знаний и опыта  эксперта.  На основе тщательного анализа максимально-возможного объема исходных данных у  эксперта формируется  общее  представление  о развитии ДТС, либо  определяется  несколько вариантов развития событий  в  качестве  рабочих  гипотез.  Чем  полнее  исходные  данные,  тем  более  конкретная  модель  динамики  событий  складывается  у эксперта.  

Далее следует построение имитационной модели. Построение имитационной модели заключается в создании  структуры  из отдельных компонентов  и определении процессов  функционирования  системы.  Считается,  что  область  пригодности модели  тем  обширнее,  чем  ближе  структура  модели  к  структуре  системы  и  чем  выше  уровень детализации.  При этом, при построении любой модели неизбежны  упрощения,  абстракции  реальной  системы.  Поэтому  модель  не может быть абсолютно точной  в  смысле  однозначного  соответствия  её  реальной  системе. Основная задача — создать достаточно простую  и в то же время достаточно точную модель. Модель должна отображать только те аспекты системы, которые соответствуют задачам исследования.

Осуществляется декомпозиция системы в соответствии с ее структурой. Определяются наиболее существенные элементы системы  и взаимодействия между ними. Структура модели создается на экране монитора набором элементов  в графической форме в виде  как условных, так и реалистичных образов объектов – автомобилей, пешеходов, элементов дорожной обстановки и т.п., причем эти образы могут быть как плоскими (2D), так и объемными (3D). 

Объекты, используемые программой, могут быть 3-х видов:

1- пассивные — графические образы, не взаимодействующие с другими элементами;

2- элементы  внешней среды, оказывающие влияние на элементы системы, но не испытывающие обратного влияния (например — дорога, параметры дорожного покрытия  которой — уклон, коэффициент сцепления и т.п. влияют на движение автомобиля, но автомобиль не оказывает влияние на дорожное покрытие);

3-  активные элементы (компоненты)  системы, оказывающие взаимное влияние при взаимодействии -  транспортные средства (автомобили, прицепы  и т.п.), препятствия (деревья, столбы, ограждения и т.п.),  пешеходы, животные и другие объекты.

  Программы имеют собственные базы данных для этих объектов. Параметры и характеристики объектов можно изменять.

При моделировании движения АТС, пешеходов и других подвижных объектов моделируется их взаимодействие с объектами внешней среды. Характер взаимодействия автоматически определяется программой, в зависимости от свойств объекта и заданным режимом функционирования активного объекта (траекторией движения, управляющим воздействием «фазой»).  При столкновении характер взаимодействия  определяется программой автоматически в зависимости от принятой модели расчета столкновения .

В соответствии с динамикой события,  для каждого подвижного объекта процесс разбивается на фазы с одинаковым характером движения (постоянная скорость, ускорение или замедление, поворот, указываются точки  изменения состояния объекта — повреждения).

Особое внимание уделяется столкновениям ТС с подвижными и неподвижными объектами  и последующим перемещениям до конечных положений. Эта процедура выполняется отдельно для каждого подвижного объекта.

После  того,  как  имитационная  модель  реализована  на  ЭВМ,  начинается

работа с программой. Программа воспроизводит процесс ДТП  во  времени,  причем  имитируются  все основные явления,  составляющие процесс,  с  сохранением  их  логической  структуры  и  последовательности протекания,  

Это позволяет  по  исходным  данным,  содержащим  сведения  о  начальном  состоянии процесса  и параметрах, наблюдая за  его ходом, получить информацию о развитии и состоянии  дорожно-транспортной ситуации в произвольные моменты времени.

Общая задача моделирования – изменяя значения задаваемых параметров и характеристик, возможно точно воспроизвести процесс ДТП. Решающим признаком правильно произведенного моделирования является соответствие моделируемого движения транспортных средств объективным данным (расположению и характеру зафиксированных следов, мест столкновений, конечных положений ТС)  при заданных исходных данных  и допустимых значениях  выбираемых параметров. Добиться этого достаточно трудно. Имитационная модель не способна формировать свое  собственное  решение  в  том  виде,  как  это  имеет  место  в  аналитических  моделях.

Исследование  на имитационной модели состоит из серии прогонов (опытов).  В ходе каждого прогона задается комплекс исходные данные и запускается процесс моделирования.  С помощью  анимации,  визуализирующей  течение  процесса  и полученных  результатов расчета,  дается оценка соответствия  моделируемого движения транспортных средств объективным данным.  Как правило, результаты первых прогонов далеки от желаемых. После анализа результатов выполняется целенаправленное изменение варьируемых параметров  и производится следующий прогон.  Далее цикл повторяется. Желаемый результат достигается итерационными методами, основанных  на многократных поисковых шагах  в пространстве управляемых параметров.

Имитационное моделирование в большей степени искусство, нежели наука. Искусством моделирования могут овладеть те, кто наряду с глубокими знаниями динамики автомобиля,  теории удара, опытом проведения экспериментальных исследований, обладает интуицией,  позволяющей  на основе анализа полученных результатов выбрать правильное направление дальнейших шагов.

Имитационное моделирование представляет собой весьма трудоемкое средство,  требующее большого объема и высокого качества исходных данных,  обширной и пополняемой базой  параметров АТС, высокой квалификации эксперта,  больших затрат времени. 

Поэтому, прежде чем присту­пать к моделированию с использованием программы, следует убедиться, что задача не решается с использованием традиционных экспертных методик. В том случае, когда задача может быть сведена к простой модели и решена аналитически, не стоит прибегать к имита­ции .

Имитационное моделирование  с использованием  PC Crash – сложный и дорогостоящий инструмент незаменимый при решении определенного  класса задач,  не заменяющий, а дополняющий традиционные методы автотехнических исследований.

Да 19 19

Ваши голоса очень важны и позволяют выявлять действительно полезные материалы, интересные широкому кругу профессионалов. При этом бесполезные или откровенно рекламные тексты будут скрываться от посетителей и поисковых систем (Яндекс, Google и т.п.).

Участники дискуссии: Журов Александр, Семячков Анатолий, Рыцев Владимир, Равнов Алексей, Клишин Сергей, Лушин Михаил, Хоменко Сергей
  • Эксперт Семячков Анатолий Кириллович 10 Февраля, 14:40 #

    Уважаемый Сергей Евгеньевич!

    Есть пожелание.
    Если Вы в последующих публикациях продолжите своё движение от общего к частному, то я смогу понять автоэкспертизу.
    Насколько это возможно для врача.

    +7
    • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 10 Февраля, 17:47 #

      Уважаемый Анатолий Кириллович, динамический расчет — это следственный эксперимент с целью воспроизведения обстоятельств сложного происшествия с большим числом неизвестных обстоятельств, имеющих значение по делу. Нужно перебрать сотни возможных вариантов сочетаний обстоятельств, чтобы найти тот, который соответствует установленным данным. 
      Сколько вариантов необходимо перебрать — неизвестно. Конечный результат -  смоделированный вариант совпадает с установленными обстоятельствами.
      Только работа идет не с физическими телами, а с их математическими моделями.

      +5
      • Эксперт Равнов Алексей Николаевич 13 Февраля, 13:05 #

        Уважаемый Сергей Евгеньевич,  данная программа работает путем обработки массива вводимых исходных данных (параметров автодороги, положения ТС, следов на автодороге, объема деформаций ТС и т.д.) при этом на выходе данная программа выдает искомые параметры (например значение скорости, положение места столкновения и т.п.) путем проведения оптимизации полученных результатов (до оптимизации этих результатов может быть великое множество, т.к. решаются задачи с множеством неизвестных) под то что было зафиксировано на месте ДТП.   Алгоритм оптимизации неизвестен (т.е. почему конечный результат оптимизирован так, а не иначе), и поэтому рассматривать результаты PC Crash в качестве инструмента реконструкции механизма ДТП можно только как вспомогательное средство.
        Есть и альтернативные программные продукты в которых оптимизация проводится вручную.

        +1
        • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 13 Февраля, 15:06 #

          Уважаемый Алексей Николаевич, эксперт может использовать оптимизатор, выбрав  один из трех алгоритмов оптимизации – линейный, генетический, Монте-Карло. Оптимизатор делает «черновую обработку».  Окончательный результат получается только «вручную».

          +2
          • Эксперт Равнов Алексей Николаевич 13 Февраля, 15:12 #

            Уважаемый Сергей Евгеньевич, так я и говорю что «вручную»

            +1
            • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 13 Февраля, 15:42 #

              Уважаемый Алексей Николаевич,  я понял Вас так, что «вручную» вы относите к другим программам,  к которым не причисляете PC Crash.

              +1
              • Эксперт Равнов Алексей Николаевич 13 Февраля, 15:46 #

                Уважаемый Сергей Евгеньевич, если по оптимизации, то да

                +1
                • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 13 Февраля, 15:52 #

                  Уважаемый Алексей Николаевич, Вы преувеличиваете значимости  блока оптимизации. Основная работа — вручную.

                  +2
                  • Эксперт Равнов Алексей Николаевич 13 Февраля, 16:00 #

                    Уважаемый Сергей Евгеньевич, если Вы имеете ввиду под «вручную» ввод в программу исходных данных (угол столкновения, взаимное положение и т.д.), то это естественно нужно делать вручную.  Оптимизация влияет на конечный результат при реконструкции механизма ДТП и  в частности в значительной степени при установлении положения места столкновения, при отсутствии таких его признаков как следы автомобилей на поверхности дороги.

                    +1
                    • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 13 Февраля, 16:19 #

                      Уважаемый Алексей Николаевич, функция оптимизации не распространяется на весь механизм ДТП. Она ограничена расчетом столкновения и, частично, перемещения ТС до конечных положений. При этом варьируются только скорость при соударении, положение контактной точки, плоскость контакта (углы), коэффициент восстановления, коэффициент трения в контакте и, гораздо реже – положение и направление ТС. Причем не одновременно. Эксперт при работе может изменять все параметры, характеризующие механизм ДТП.

                      +2
  • Эксперт Журов Александр Валерианович 10 Февраля, 19:32 #

    Уважаемый Сергей Евгеньевич, решение обратной задачи и совпадение результатов моделирования с исходными данными есть критерий достоверности результатов исследования.

    Простое решение системы уравнений с несколькими неизвестными в МатКаде даёт довольно точную оценку ситуации.
    Эксперт обычно не присутствует на месте ДТП.  Позже ему передаются данные протокола осмотра и фотоснимки МП выполненные порой как попало.
    Однако восстановить следы и размеры по фотоснимкам в ФотоМоделлере можно с точностью до одного миллиметра. И эти цифры часто расходятся с протоколом осмотра и показаниями очевидцев.
    По воле заинтересованных лиц субъективные оценки вычеркивают объективные данные, а хорошо проплаченный следователь может легко игнорировать и выводы комиссионной СМЭ.

    В таком случае иммитационное моделирование подвисает в воздухе и эксперт вынужден сказать - НПВ или пойти на сделку с совестью.
    Такие сделки рождают совершенно феерические экспертные заключения, которые НВН характеризовал в еденицах некомпетентности, — чхунах.

    Мало быть грамотным экспертом, надо чтобы все работали честно.

    +8
    • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 10 Февраля, 21:46 #

      Уважаемый Александр Валерианович, в отношении критерия достоверности результатов исследования — полностью с Вами согласен. Это и есть желаемый результат. А в отношении  реконструкции механизма ДТП путем простого решения системы уравнений с несколькими неизвестными в МатКаде  - сильно сомневаюсь. Было бы интересно увидеть пример такого решения.

      В отношении качества исходных данных – Вы совершенно правы. Пожалуй, половина, если не большая часть работы приходится на устранение противоречий в исходных данных, проведении дополнительных  фототехнических, трасологических экспертиз, следственных экспериментов. Причем, основным достоверным источником информации являются фотоизображения вещно-следовой обстановки на месте ДТП. А возможности ФотоМоделлера Вы сильно преувеличиваете. Есть другие, более интересные программы.

      Если же следователь попытается настоять на тех данных, которые не соответствуют обстоятельствам, то в результате моделирования не будет достигнуто совпадение результатов моделирования с исходными данными -критерий достоверности результатов исследования. Законы динамики просто так не обманешь. Тем не менее, как и при других методах анализа, всегда имеется риск того, что комплекс исходных данных, содержащий ошибки, не имеет внутренних противоречий. Результат моделирования будет технически состоятельный, но не соответствующий реальному происшествию. Но этот риск ниже, чем при кинематических расчетах.

      +4
      • Эксперт Журов Александр Валерианович 11 Февраля, 03:28 #

        Уважаемый Сергей Евгеньевич, отправил на электронку.
        Расчеты велись по методике Илларионова. В скобках номера его формул.
        Основной целью расчетов было уточнить угол столкновения, который в итоге совпал с выводами комиссионной СМЭ.
        А перед этим скрупулёзно поработал Семячков А.К.

        В расчетах Никонова В.Н. скорости ниже и точнее.

        Но удивительные скорости в МатКаде показали наличие третьего участника ДТП, уехавшего с места столкновения, которого скрыл следователь и уничтожил оригиналы снимков места контакта ТС. 
        Есть официальный ответ, что фотоснимки уничтожены.

        Затем ФотоМоделлер помог обнаружить следы третьего участника ДТП и показал принадлежность к его машине.

        +4
        • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 12 Февраля, 17:56 #

          Уважаемый Александр Валерианович, посмотрел присланный Вами расчет скорости и угла взаимного расположения ТС с использованием МатКад. Спасибо за интересный пример.
          Давать оценку этому расчету без постановки задачи исследования и без графической части — вещно-следовой обстановки на месте ДТП и было бы некорректно.  Результат расчета зависит от точности установления взаимного  расположения места столкновения, конечных положений объектов и следов на проезжей части.
          Судя по алгоритму расчета, приняты допущения : 
          — ВАЗ  движется с заблокированными колесами;
          — мопед при отбрасывании перемещается без вращения;
            — наивысшая точка траектории полета тела на уровне крыши, что сомнительно при таких скоростях;
            — не учитываются  потери на деформацию мопеда и автомобиля,  потери  на травмирование тела водителя и деформацию автомобиля при их столкновении;
          — коэффициент сопротивления перемещению тел на дороге постоянен и не зависит от направления движения, тела двигались прямолинейно и равнозамедленно;
            — при расчете скорости по расстоянию от  МС до ОЖ принято, что начальная скорость капли относительно автомобиля  в момент отрыва  равна нулю, что  неприменимо к ОЖ  находящейся  в системе под давлением.
          С такими допущениями говорить  о высокой точности  расчетов не приходится. Дать оценку этому расчету, вырванному из контекста  трудно, поскольку неясно, какую цель ставил эксперт.
          Возможно,  просто  показать, что столкновение носило встречный характер, а не перекрестный или попутный и скорость автомобиля была выше 60 км/ч. Тогда это вполне разумный подход.
          В данном случае приведен пример не общей, а фрагментарной реконструкции механизма ДТП. Для решения такой задачи достаточно калькулятора  или Excel.
          Считать этот фрагмент реконструкцией механизма ДТП было бы неправильно.

          +2
          • Эксперт Журов Александр Валерианович 12 Февраля, 21:55 #

            Уважаемый Сергей Евгеньевич, исследованиями занимались уважаемые Никонов В.Н. и Семячков А.К., а затем комиссия из трех опытнейших экспертов БУЗОО БСМЭ, Емельянов Е.К., Лупенко И.В. и Торба А.В.

            Против них выступали начальник отдела автотехники ФБУ ОЛСЭ МЮ РФ Немеровец Д.А. и эксперт Чхун И.В., у которых в четырёх  экспертизах шесть НПВ из 10 вопросов. 
            Проверку вела следователь Рыбакова Е.В.

            Дело из уголовного превратилось в политическое с довольно крутым замесом. Осталось только наблюдать.

            Если есть академический интерес, то могу прислать материалы.

            +2
            • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 13 Февраля, 08:08 #

              Уважаемый Александр Валерианович, академический интерес есть, присылайте материалы. Судебно-медицинская экспертиза — это не моя специальность, а вот по автотехнике постараюсь  изложить свое мнение, хотя сразу скажу, что без проведения полноценного исследования это  будет суждением специалиста и не больше.

              +2
  • Эксперт Лушин Михаил Викторович 10 Февраля, 20:06 #

    Уважаемый Сергей Евгеньевич,Имитационное моделирование в большей степени искусство, нежели наука.Я бы даже сказал, шаманство.Желаемый результат достигается итерационными методамиТолько задача экспертизы не «желаемый результат». Впрочем, у кого как.Имитационное моделирование с использованием PC Crash – сложный и дорогостоящий инструментА как сложно и дорого проверять художества, сделанные с использованием PC Crash. Проще все сделать заново.
    PC Crash (в настоящий момент) — это граната для обезьяны. Сначала нужно из обезьяны сделать человека. А это невозможно, потому что не выгодно.

    +5
  • Эксперт Хоменко Сергей Евгеньевич 10 Февраля, 22:24 #

    Уважаемый Михаил Викторович, впервые слышу, чтобы теоретическую физику относили к  форме  религии.  Тогда  ее основной метод — создание математических моделей — это камлание?  Интересный художественный образ.
    Мне не хотелось  бы вам пояснять суть метода итераций и  критерий достижения желаемого результата.  Хотелось бы напомнить, что цель моей статьи и, надеюсь, дискуссии,  является обсуждение возможностей  различных методов экспертных исследований, а не обсуждения  морально — этических основ  профессии эксперта, тем более, что вы себя  причисляете к экспертному сообществу.
      Результаты моделирования с использованием программы PC Crash  проверяются без проблем  специалистом освоившим  эту программу  и  с ее использованием. 
    Проверять  другим способом просто некорректно.
    У Вас, судя по комментариям, сложилось определенное отношение к PC Crash. Хотелось бы знать, на чем оно основано? У вас есть личный опыт работы с этой программой?

    +4
  • Эксперт Рыцев Владимир Борисович 13 Февраля, 11:03 #

    Уважаемый Сергей Евгеньевич, Вы перечисляете программы: "… программ анализа механизма ДТП (Carat, PC Crash, и др.), использующих динамический расчетный режим в качестве основного..." Но, прошу прощения,  кто-нибудь видел «живьем» программу «Carat»? А то только упоминания на просторах интернета. А" PC Crash", точнее одну из её составляющих «Crash 3» с применением методики, предложенной В.Н. Никоновым с успехом применял по расчету затрат энергии на деформацию и в конечном счете по определению скорости при столкновении.

    +1
    • Эксперт Равнов Алексей Николаевич 13 Февраля, 13:13 #

      Уважаемый Владимир Борисович, видел «Сarat» живьем лет 8 назад,  на текущий момент  его  разработка уже давно прекращена, так как часть его разработчиков ушли в PC Crash и Virtual Crash

      +1
  • Адвокат Клишин Сергей Петрович 13 Февраля, 19:21 #

    Неужели дождались…

    +1

Да 19 19

Ваши голоса очень важны и позволяют выявлять действительно полезные материалы, интересные широкому кругу профессионалов. При этом бесполезные или откровенно рекламные тексты будут скрываться от посетителей и поисковых систем (Яндекс, Google и т.п.).

Для комментирования необходимо Авторизоваться или Зарегистрироваться

Ваши персональные заметки к публикации (видны только вам)

Рейтинг публикации: «Современные методы анализа механизма ДТП – состояние и перспективы. Часть 2.» 3 звезд из 5 на основе 19 оценок.