Rekonstrukcja przebiegu zdarzenia drogowego na podstawie śladów intensywności hamowania

Transkrypt

1 LEWANDOWSKI Paweł 1 FOKT Krzysztof 2 Rekonstrukcja przebiegu zdarzenia drogowego na podstawie śladów intensywności hamowania WSTĘP Transport jako jeden z sektorów gospodarki, ma kluczowe znaczenie dla kształtowania relacji gospodarczych objawiających się m.in. w przepływie towarów, usług i ludzi. Jedną z głównych jego gałęzi, jest transport drogowy. Z uwagi na udział i znaczenie transportu drogowego w systemie gospodarczym kraju, zasadnym jest dbałość o jego bezpieczeństwo. Działania zmierzające w kierunku zapewnienia bezpieczeństwa transportu lub też osiągnięcia akceptowanego poziomu ryzyka, bez wątpienia w pierwszej kolejności należy wdrażać już na etapie jego planowania. Nie mniej ważne są działania związane z badaniem i wykazywaniem ujemnych skutków określonych zjawisk, zachowań i sytuacji występujących w ruchu drogowym, które bezpośrednio decydują o powstaniu zagrożeń dla ruchu drogowego z negatywnymi ich skutkami tak w ujęciu jednostkowym jak i społecznym. Dla prawidłowej oceny zachowania uczestników konkretnego zdarzenia drogowego ważna jest teoretyczna znajomość szeregu zjawisk fizycznych towarzyszących takiemu zdarzeniu i praktyczna umiejętność właściwej interpretacji jego śladów. Należą do nich m.in. ślady hamowania znaczone przez ogumione koła pojazdów. Na podstawie analizy tychże śladów, w technicznej rekonstrukcji przebiegu zdarzenia drogowego określa się prędkość pojazdów, która następnie uwzględniania jest w tzw. analizie relacji czasowo-przestrzennej jego uczestników. Istotnym dla określenia prędkości pojazdu jest długość śladów hamowania (ta ustalana jest podczas oględzin miejsca zdarzenia) oraz możliwe do osiągnięcia opóźnienie hamowania. Przyjmowanie wartości opóźnień bez wnikliwej analizy okoliczności towarzyszących procesowi hamowania może prowadzić do błędnego określenia prędkości jazdy danego uczestnika wypadku. Przy weryfikacji wartości opóźnienia należy pamiętać, że na jego wielkość mają wpływ m.in.: rodzaj i stan nawierzchni po której porusza się pojazd, rodzaj i stan ogumienia, prędkość z jaką porusza się pojazd w chwili zapoczątkowania manewru hamowania. W tym miejscu należy podkreślić, iż nierzadkim zachowaniem uczestników ruchu drogowego jest eksploatacja w okresie zimowym pojazdów wyposażonych w opony letnie i odwrotnie, tj. eksploatacja w okresie letnim pojazdów wyposażonych w opony zimowe. Bez wątpienia w Polsce sprzyja temu brak uwarunkowań legislacyjnych, nakładających na uczestników ruchu drogowego obowiązek eksploatowania pojazdów wyposażonych w opony dostosowane do konkretnych warunków atmosferycznych (opony letnie, opony zimowe). Należy zauważyć, że skład mieszanki gumowej opony letniej różni się od mieszanki gumowej opony zimowej. Zatem powstawanie śladów na miejscu zdarzenia w konkretnych warunkach atmosferycznych może być w znacznym stopniu uzależniane od rodzaju ogumienia. W większości przypadków rekonstruując zdarzenie drogowe przyjmuje się wartości opóźnień w oparciu o dostępne dane literaturowe i własne doświadczenie. Wśród znanych autorom danych literaturowych prezentujących udokumentowane wyniki badań dotyczących osiąganych opóźnień hamowania pojazdów wymienić należy m.in. pozycje Wydawnictwa Instytutu Ekspertyz Sądowych, tj.: Wypadki drogowe, Vademecum biegłego sądowego Kraków 2006 [1]; Paragraf na drodze Prawne i Kryminalistyczne problemy ruchu drogowego 5/2010 [2]. 1 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; Radom; ul. Malczewskiego 29. Tel: , , Fax: , lewandowski.pawel@wp.pl 2 Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; Radom; ul. Malczewskiego 29. Tel: , , Fax: , k.fokt@wp.pl 3736

2 Nietrudno dojść do wniosku, że subiektywne kryteria doboru wartości opóźnień ruchu pojazdu podczas manewru hamowania mogą wpływać na błędne ich określenie i tym samym mogą one odbiegać od rzeczywistych wartości uzyskanych podczas konkretnego zdarzenia. Stąd też tak ważne jest ciągłe uaktualnianie i zaznajamianie się z wynikami badań i analiz zjawisk fizycznych towarzyszących zdarzeniom drogowym, w tym poruszonej w niniejszym cyklu artykułów, analizie intensywności manewru hamowania w oparciu o ślady znaczone przez ogumione koła pojazdów. 1. ZAŁOŻENIA 1.1. Podstawy prawne i metody badania układu hamulcowego pojazdu Układ hamulcowy pojazdu jest układem bezpieczeństwa i służy do kontrolowania prędkości jego jazdy oraz zabezpieczenia pojazdu na postoju. Układy hamulcowe można podzielić m.in. z względu na sposób ich uruchamiania tj.: mechaniczne, hydrauliczne i pneumatyczne. Najbardziej rozpowszechnione są układy hamulcowe hydrauliczne, z reguły stosowane w samochodach osobowych oraz dostawczych. Pojazdy poruszające się po drogach publicznych muszą być dopuszczone do ruchu poprzez wykonanie okresowych badań technicznych na stacjach diagnostycznych. W trakcie wykonywania badań diagnosta sprawdza stopień zużycia układów pojazdu i ich elementów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo. Jednym z etapów badania technicznego jest sprawdzenie skuteczności działania układu hamulcowego. Przeprowadza się go z wykorzystaniem urządzeń stacjonarnych (rolkowych lub płytowych) oraz w próbach drogowych. Metoda pomiaru sił hamowania na urządzeniu rolkowym lub płytowym jest metodą stacjonarną, która nie uwzględnia zjawisk dynamicznych zachodzących w czasie hamowania rozpędzonego pojazdu po drodze. Z uwagi na to zmierzone wartości sił hamujących, nie odpowiadają rzeczywistym występującym w czasie hamowania na drodze. Dla tych ostatnich wiarygodniejsze są badania drogowe [3]. Wymagania stawiane układom hamulcowy i sposobom ich badania zawarte są w Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 26 czerwca 2012 roku w sprawie zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz wzory dokumentów stosowanych przy tych badaniach które stanowi, że podstawowym sposobem badania skuteczności i równomierności działania hamulców jest pomiar sił hamowania poszczególnych kół pojazdu na urządzeniu rolkowym lub płytowym oraz dopuszcza się badanie opóźnienia za pomocą próby drogowej tj. pomiaru opóźnienia [4] Aparatura Urządzenie rolkowe Najszersze zastosowanie do stanowiskowego pomiaru sił hamowania znalazła metoda quasistatyczna, która polega na pomiarze siła hamowania obracających się poszczególnych kół pojazdu. Zasada działania urządzenia rolkowego sprowadza się do pomiaru siły stycznej do rolki, która jest napędzana z niewielką prędkością i przekazuje tą prędkość na koła pojazdu. W czasie badania na takim urządzeniu rolki obracają koła pojazdu z prędkością odpowiadającą prędkości około 0,3 4 km/h. Podstawową wadą tej metody jest nieuwzględnienie dynamicznego charakteru procesu hamowania. W czasie badania sił hamowania na urządzeniu rolkowym na pojazd nie działają opory powietrza oraz w chwili hamowania nie następuje dociążenie osi przedniej i odciążenie osi tylnej, jednocześnie pojazdy w czasie badań nie są w pełni obciążone. Z uwagi na to w czasie badania występują mniejsze siły niż podczas hamowania na drodze oraz przy mniejszym nacisku na pedał hamulca niż wymagany dochodzi do blokowania kół. Pomimo warunków znacznie odbiegających od rzeczywistych metoda ta jest najczęściej stosowana do okresowego badania układów hamulcowych. Przed przystąpieniem do badań na urządzeniu BHE-5C dokonano kontroli sprawności układu hamulcowego pojazdu wykorzystywanego do badań. Kontrolę przeprowadzono w certyfikowanej Stacji Diagnostycznej. 3737

3 Fot 1. Stanowisko rolkowe oraz pojazd wykorzystywany w badaniach Fot. 2. Hamulcomierz bębnowy typu BHE-5C firmy PPHU FUDIM-POLMO Sp. z o.o. Tabliczka potwierdzająca wykonanie przeglądu okresowego hamulcomierza BHE-5C Opóźnieniomierz CL 170 Opóźnieniomierz CL 170 został wyprodukowany przez Zakład Elektroniki Pomiarowej Wielkości Nieelektrycznych w Markach i umożliwia pomiar wartości opóźnienia hamowania, rejestrację uzyskanych wyników oraz wydruk protokołów z badania /fot. 3/. Na wyposażeniu urządzenia znajduje się również czujnik nacisku na pedał hamulca, który mierzy z jaką siłą był naciskany pedał hamulca w czasie badania opóźnienia /fot. 4/. 3738

4 Fot. 3. Opóźnieniomierz CL 170 Opóźnieniomierz Cl 170 wyposażony jest w pamięć, w której jednocześnie zapisują się wyniki wykonywanych pomiarów opóźnienia wraz z wartością siły nacisku na pedał hamulca. Oprogramowanie urządzenia analizuje otrzymane wyniki pomiarów pod kątem spełniania wymogów minimalnego opóźnienia dla danego typu pojazdu i maksymalnej siły nacisku na pedał hamulca w czasie pomiaru opóźnienia. Następnie wyniki zostają wyświetlone na wyświetlaczu LCD, jednocześnie istnieje możliwość zapisania ich w pamięci urządzenia i przesłania do komputera PC. Przy pomocy programu CL170PC znajdującego się na wyposażeniu urządzenia można dokonać wizualizacji opóźnienia i siły nacisku na pedał hamulca w postaci wykresu. Po wprowadzeniu danych pojazdu można także wydrukować protokół z pomiaru opóźnienia wraz z wykresem przebiegu opóźnienia i siły nacisku na pedał hamulca. Opcjonalnie, opóźnieniomierz może być wyposażony w drukarkę termiczną, za pomocą której można bezpośrednio wykonać wydruk protokołu pomiaru. Fot. 4. Wyposażenie walizkowe opóźnieniomierza CL METODYKA BADAŃ 2.1 Urządzenie rolkowe Przed przystąpieniem do badań drogowych, pojazd marki Renault Megane został poddany kontrolnemu sprawdzeniu działania układu hamulcowego na stanowisku rolkowym. Kontrolę poprzedzono sprawdzeniem ciśnienie powietrza w oponach kół, które w przypadku zaistnienia 3739

5 potrzeby uzupełniono do wartości podanych przez producenta pojazdu. W czasie badania sił hamowania w pojeździe znajdowała się jedna osoba, która z miejsca przeznaczonego dla kierującego pojazdem uruchamiała jego układ hamulcowy i za pomocą pilota obsługiwała urządzenie rolkowe. Na fotografiach nr 5 usytuowanie kół pojazdu na elementach diagnostycznego urządzenia rolkowego i wyświetlanych przez niego wyników pomiaru wartości sił hamujących występujących na poszczególnych kołach pojazdu. Fot. 5. Badanie sił hamowania na kołach osi przedniej Fot. 6. Badanie sił hamowania na kołach osi tylnej hamulec zasadniczy Fot. 7. Badanie sił hamowania na kołach osi tylnej hamulec postojowy W celu obliczenia wartości wskaźnika skuteczności hamowania należy skorzystać z zależności odnoszącej się do procentowego stosunku ilorazu sumy wartości sił hamowania wszystkich kół pojazdu i siły ciężkości, tj.: gdzie: T z 100 (1) P 3740

6 z wskaźnik skuteczności hamowania (%); T suma wartości sił hamowania uzyskana ze wszystkich kół (kn) odpowiednio dla hamulca zasadniczego, postojowego; P siła ciężkości (nacisk) od dopuszczalnej masy całkowitej badanego pojazdu (kn), przyjmując do obliczeń 1 kn = siła ciężkości 100 kg masy W pierwszej kolejności należy zsumować siły występujące na wszystkich kołach pojazdu, tj.: T 2,36 2,17 1,49 1,76 7,49kN 7490N (2) W kolejnym etapie należy obliczyć nacisk wszystkich kół pojazdu w chwili badania, tj.: P = (masa pojazdu + masa kierującego) 9,81 m/s 2, gdzie masa pojazdu + masa kierującego kg Po podstawieniu danych otrzymano, że suma nacisków wszystkich kół pojazdu wynosi: P = 12713,76 N. Podstawiając otrzymane dane do pierwszego wzoru otrzymano: 7490 N z 100% 59% (3) 12713,76N Otrzymana wartości wskaźnika skuteczności hamowania (59%) jest wyższa od wartości minimalnej wskazanej w ustawie dla pojazdu osobowego, tj. 50. Z przeprowadzonej kontroli układu hamulcowego wraz ze sprawdzeniem wartości wskaźnika skuteczności hamowania wynika, że badany pojazd marki Renault Megane ma sprawny układ hamulcowy i może zostać wykorzystany do badań. 2.2 Badania drogowe Przed przystąpieniem do badań opóźnieniomierz CL 170 został zamocowany w pojeździe na przednim prawym jego fotelu, za pomocą dedykowanych mocowań i podstawki w sposób przedstawiony na fot. 8 i 9. Fot. 8. Sposób mocowania opóźnieniomierza CL 170 w pojeździe Renault Megane. Próby pomiaru opóźnienia hamowania były wykonywane pojazdem marki Renault Megane wyposażonym w układ zapobiegający blokowaniu kół podczas hamowania, tzw. ABS. Na czas badań 3741

7 w pojeździe został wyłączony system ABS, poprzez wyjęcie bezpiecznika ze skrzynki bezpieczników umieszczonej w kabinie pasażerskiej. Wszystkie próby hamownia wykonywane były na płaskim odcinku drogi gminnej o małym natężeniu ruchu, z prędkości początkowej pojazdu 50 km/h. Podczas badań nawierzchnia jezdni była sucha, czysta i gładka (stan nawierzchni bardzo dobry). Temperatura powietrza i przy gruncie wynosiła C. Fot. 9. Stan nawierzchni jezdni drogi na której przeprowadzono badania. W trakcie wykonywania prób hamowania w pojeździe znajdowała się osoba prowadząca pojazd oraz osoba obsługująca opóźnieniomierz, która siedziała na tylnym siedzeniu po prawej stronie. Po uruchomieniu opóźnieniomierza CL 170 na wyświetlaczu pojawiają się trzy punkty do wyboru: 1-Rejestracja, 2-Wyniki, 3-Ustawienia. W celu dokonania pomiaru należy wybrać 1- Rejestracja. Po wybraniu tego punktu w menu pojawiają się ponownie trzy punkty do wyboru: 1-Nowy Pojazd, 2-Kontynuacja, 3-Wskazanie ciągłe. Wybór punktu numer 1 uaktywnia pole identyfikatora, w którym zakodowana jest data oraz godzina wykonania pomiaru. Następnie dokonuje się wyboru rodzaju pojazdu oraz jego daty produkcji lub pierwszej rejestracji. Na kolejnym wyświetlonym menu ekranowym można dokonać wyboru rodzaju badanego hamulca (roboczy, awaryjny, postojowy, roboczy ręczny). Po wykonaniu powyższych czynności należy wypoziomować urządzenie i zaakceptować ustawienie przyciskiem START lub zrezygnować z pomiarów przyciskiem REZ. Na wyświetlaczu pojawia się napis oczekiwanie i kierujący pojazdem rozpędza pojazd do przyjętej prędkości. Po przyspieszeniu do prędkości 50 km/h kierujący wciska sprzęgło natomiast osoba obsługująca opóźnieniomierz przyciska przycisk START. Wówczas na wyświetlaczu pokazuje się napis POMIAR. Kierujący wciska pedał hamulca aż do zatrzymania pojazdu. Po zatrzymaniu pojazdu można zakończyć pomiar poprzez naciśnięcie przycisku START lub po 10 sekundach urządzenie samo zakończy pomiar. Po przeprowadzeniu pomiaru należy podać ewentualne odchylenie kierunku jazdy w metrach podczas hamowania i nacisnąć przycisk akceptacja. Po przeliczeniu przez urządzenie wyników pomiarów i wprowadzonych danych na wyświetlaczu pojawi się napis WYNIK i pod nim wartość opóźnienia oraz siła nacisku na pedał hamulca. Po wciśnięciu przycisku AKCEPTACJA urządzenie wyświetla komunikat dotyczący wyboru zapisania lub wyników rejestracji. Po wybraniu opcji TAK opóźnieniomierz zapisuje pomiar w pamięci wewnętrznej urządzenia. W celu przeprowadzenia następnej próby, należy analogicznie powrórzyć wyżej wskazane czynności. Po zakończeniu pomiaru i uzyskaniu jego wyniku, na jezdni zaznaczano miejsce zatrzymania pojazdu. Następnie przemieszczano go z tego miejsca i dokonywano oględzin organoleptycznych odcinka drogi na którym pojazd hamował (sprawdzano, czy podczas hamowania powstały ślady ogumionych kół pojazdu). Po ujawnieniu śladów na jezdni oznaczano je i fotografowano. Po wykonaniu zdjęć ujawnione ślady hamowania mierzono za pomocą certyfikowanego tzw. wózka pomiarowego i odnotowywano wyniki ich długości. Po zakończonych próbach dokonano tzw. zrzutu wyników pomiarów z pamięci wewnętrznej urządzenia do komputera PC, po czym przy pomocy dedykowanego uzyskano wykresy pomiarów opóźnienia hamowania. 3742

8 3. CEL BADAŃ Celem badań było określenie minimalnej wartości opóźnienia hamowania, przy której na nawierzchni asfaltowej możliwe będzie ujawnienie śladów tego manewru znaczonych przez ogumione koła pojazdu. Analiza wyników pomiarów może okazać się pomocna przy określaniu możliwych do osiągnięcia w konkretnych warunkach drogowych opóźnień ruchu pojazdów, tj. parametrów ruchu niezbędnych dla technicznej rekonstrukcji przebiegu zdarzenia drogowego i tym samym niezbędnych dla formalno-prawnej oceny zachowania jego uczestników. Wyniki badań dla różnych rodzajów opon, letnich i zimowych omówiono w kolejnych artykułach niniejszego cyklu. WNIOSKI Manewr hamowania, zwłaszcza awaryjnego, niejednokrotnie jest jedynym manewrem umożliwiającym uniknięcie lub też zminimalizowanie negatywnych następstw zdarzenia drogowego (wypadku drogowego, kolizji drogowej). Wbrew obiegowej opinii nie jest on wcale manewrem łatwym. Kierujący pojazdem przeprowadzając ten rodzaj manewru winien dążyć do skutecznego i bezpiecznego jego przeprowadzenia. Oczywiście nie zawsze jest to możliwe, zwłaszcza w sytuacji wystąpienia niespodziewanego zagrożenia, w której kierujący pojazdem nie miał możliwości uniknięcia wypadku/kolizji. W celu wykazania braku takiej możliwości, przeprowadza się stosowne badania z zakresu technicznej rekonstrukcji przebiegu wypadku drogowego. Wykorzystuje się w nich zależności fizyczne opisujące określone zjawiska występujące podczas ruchu pojazdów, takie jak np. występujące podczas manewru intensywnego hamowania. Zjawiskiem takim jest m.in. znaczenie śladów hamowania czy też blokowania kół pojazdu. Właściwa interpretacja tychże śladów jest nieodzowna dla przeprowadzenia badań z zakresu technicznej rekonstrukcji przebiegu zdarzenia drogowego, których wyniki są lub też co najmniej mogą być decydujące dla formalno-prawnej oceny jego uczestników. Stąd też niezmiernie ważne jest stałe uaktualnienie wiedzy praktycznej dotyczącej zjawisk towarzyszących ruchowi drogowemu, odbywającemu się z wykorzystaniem wciąż unowocześnianych produktów. Nie mniej ważne jest właściwe przygotowanie i przeprowadzenie badań mających na celu nie tylko uaktualnienie stanu wiedzy, ale również praktyczne poznanie nowych aspektów zastosowania określonych produktów wykorzystywanych w ruchu drogowym. Stąd też w niniejszym opracowaniu przedstawiono proces przygotowania infrastruktury technicznej niezbędnej dla przeprowadzenia praktycznych badań poznawczych z uwzględnieniem podstaw prawnych wymaganych stosownymi przepisami. Streszczenie W artykule omówiono podstawy prawne i metody badań układów hamulcowych pojazdów. Opisano urządzenia do badań przeprowadzanych w warunkach statycznych i dynamicznych (drogowych) jak również opisano metodykę przeprowadzania wyżej wskazanych badań, ze szczególnym uwzględnieniem ich założeń przedstawionych w artykułach Analiza intensywności hamowania pojazdów wyposażonych w opony letnie i zimowe. The reconstruction of road accident corresponding to breaking intensity traces Abstract The article discusses the legal basis and test methods for vehicle braking systems. Describes a device for tests carried out in static and dynamic conditions (traffic) as well as describes the methodology to carry out the abovementioned studies, with particular emphasis on the assumptions presented in the articles "The breaking intensity analysis of cars with summer and winter tires.". 3743

9 BIBLIOGRAFIA 1. Praca zbiorowa - Wypadki drogowe, Vademecum biegłego sądowego ; Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych; Kraków 2006; 2. Wolak S., Walczak S. Paragraf na drodze Prawne i Kryminalistyczne problemy ruchu drogowego 5/2010; Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych; 3. Sitek K. Diagnozowanie samochodów w zakresie bezpieczeństwa jazdy ; OWA Gdańsk 1995; 4. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 26 czerwca 2012 roku w sprawie zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów oraz wzory dokumentów stosowanych przy tych badaniach; 3744