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Injury probability functions for pedestrians and bicyclists based on real-world accident data
(2017)
The paper is focusing on the modelling of injury severity probabilities, often called as Injury Risk Functions (IRF). These are mathematical functions describing the probability for a defined population and for possible explanatory factors (variables) to sustain a certain injury severity. Injury risk functions are becoming more and more important as basis for the assessment of automotive safety systems. They contribute to the understanding of injury mechanisms, (prospective) evaluation of safety systems and definition of protection criteria or are used within regulation and/or consumer ratings. In all cases, knowledge about the correlation between mechanical behavior and injury severity is needed. IRFs are often based on biomechanical data. This paper is focusing on the derivation of injury probability models from real world accident data of the GIDAS database (German In-depth Accident Study). In contrast to most academic terms there is no explicit term definition or definition of creation processes existing for injury probability models based on empirical data. Different approaches are existing for such kind of models in the field of accident research. There is a need for harmonization in terms of the used methods and data as well as the handling with the existing challenges. These are preparation of the dataset, model assumptions, censored/unknown data, evaluation of model accuracy, definition of dependent and independent variable, and others. In the presented study, several empirical, statistical and phenomenological approaches were analyzed regarding their advantages and disadvantages and also their applicability. Furthermore, the identification of appropriate prediction parameters for the injury severity of pedestrians has been considered. Due to its main effect on injuries of pedestrians and bicyclists, the importance of the secondary impact has also been analyzed. Finally, the model accuracy, evaluated by several criteria, is the rating factor that gives the quality and reliability for application of the resulting models. After the investigation and evaluation of statistical approaches one method was chosen and appropriate prediction variables were examined. Finally, all findings were summarized and injury risk functions for pedestrians in real world accidents were created. Additionally, the paper gives instructions for the interpretation and usage of such functions. The presented results include IRFs for several injury severity levels and age groups. The presented models are based on a high amount of real world accidents and describe very well the injury severity probability of pedestrians and bicyclists in frontal collisions with current vehicles. The functions can serve as basis for the evaluation of effectiveness of systems like Pedestrian-AEB or Bicycle-AEB.
Recently, EuroNCAP updated the upper legform test protocols. The main objective of this study is to establish the upper legform test in KIDAS (Korean In-depth Accident Study) taking into account domestic pedestrian accident data as well as anthropometric data to protect elderly pedestrians whose average height and weight is much smaller and lighter than other age groups, especially compared to Europeans. Therefore 230 cases of pedestrian accidents from KIDAS were investigated to explore the injury severity of body regions as well as age related injury patterns. Injuries of all body regions were examined, with a special focus on injuries of abdomen and pelvic area. On the other hand, in order to explore Korea's pedestrian accident environment, national police data and KIDAS (Korean In-depth Accident Study) data were compared. The results should be taken into account in future analyses and possible improvements, such as regulations and KNCAP test protocols, of the pedestrian safety policy in Korea.
Gegenstand des Forschungsvorhabens war es, aus den Ergebnissen zerstörungsfrei arbeitender Messsysteme und erweiterten Informationen (z.B. Aufbau, Alter und Zustand der Strecken) eine Systematik zu entwickeln, mit der die Ermittlung von repräsentativen homogenen Abschnitten möglich ist. Auf vier ausgewählten Beton- und drei Asphaltabschnitten erfolgte die Analyse der ZEB-Daten und der nur lückenhaft vorliegenden Bestandsdaten. Parallel dazu erfolgten Messungen mit dem Georadar. Zur Verifizierung der ZEB-Ergebnisse und zur Interpretation der Ergebnisse der Georadarmessungen wurde zusätzlich eine Streckenbegehung mit visueller Zustandserfassung durchgeführt. Gleichzeitig konnten mit der visuellen Zustandserfassung in begrenztem Umfang fehlende Angaben zur Erhaltungsgeschichte der Fahrbahnen gesammelt werden. Anhand von Bohrkernentnahmen wurden Schichtaufbauten und Schichtdicken ermittelt, die einerseits dem Abgleich mit Bestandsdaten und andererseits zur Kalibrierung der Georadarmessungen dienten. Zu den relevanten Einzelmerkmalen hinsichtlich der strukturellen Substanz wurden homogene Abschnitte gebildet, die in einem weiteren Schritt zu übergeordneten homogenen Abschnitten zusammengefasst wurden. Zur Untersuchung dieser Abschnittsbildung wurden FWD-Messungen durchgeführt und die Abschnittsbildung aufgabenbezogen interpretiert. Aus zwei parallel dazu laufenden Forschungsarbeiten wurden die Ergebnisse von Laborversuchen aus den an diesen Strecken entnommenen Bohrkernen zur Untersuchung der übergeordneten Abschnitte hinzugezogen. Im Ergebnis kann festgestellt werden, dass eine Abschnittsbildung für eine spätere Bewertung der strukturellen Substanz prinzipiell erfolgen kann, wenn relevante ZEB-Daten mit einer visuellen Zustandserfassung präzisiert und mit qualitativ hochwertigen Georadardaten kombiniert werden. Letztere müssen momentan jedoch noch mit großem Aufwand ausgewertet werden. FWD-Daten waren bei den untersuchten Strecken als Ergänzung und Präzisierung nur in einigen Fällen sinnvoll. Bei Strecken mit relativ homogenen Randbedingungen und geringem Schädigungsgrad sind statistisch repräsentative Bohrkernentnahmen dennoch erforderlich, um Abschnittsgrenzen von Homogenbereichen zu detektieren, die dann nur noch von den mechanischen Kenngrößen des gebundenen Oberbaus abhängig sind.
Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines numerischen Modells des menschlichen knöchernen Thorax, das insbesondere altersabhängige geometrische Faktoren berücksichtigt. Dieses Modell soll sowohl die männliche als auch die weibliche Population der über 64-Jährigen repräsentieren und eine an diese Altersgruppe angepasste Verletzungssimulation ermöglichen. Die vorliegende Studie identifiziert zunächst an Hand eines Kollektivs aus 126 postmortem und 40 klinischen computertomografischen Schnittbildaufnahmen eine ganze Reihe geometrischer Parameter, die sich mit dem Alter verändern. Zu den untersuchten Parametern gehören sowohl Winkel der Rippen im Raum und innerhalb des Rippenbogens, eine detaillierte Erfassung von Parametern der einzelnen Rippe (Querschnittsfläche, Krümmung, Longitudinale Verdrillung), Parameter der Wirbelsäule als Ganzes (Skoliose, Kyphose, Rotation) und einzelner Wirbel sowie des Brustbeins. Weiterhin wurden die Grundmasse des ganzen Thorax (Thoraxtiefe, Thoraxbreite) untersucht. Die hier gefundenen Altersabhängigkeiten dienten als Eingabeparameter zur Erstellung von insgesamt neun aus dem Menschmodell THUMS 3 gemorphter alter und junger Finite-Elemente Thoraxmodelle. Implementiert wurden hierbei sowohl Durchschnittsmaße als auch extreme Maße. Die Ergebnisse zeigen mehrere sich im Alter signifikant verändernde Parameter. Als wichtigste unter ihnen sind eine Zunahme der Thoraxtiefe und Thoraxbreite im Alter, die signifikante Veränderung einiger Rippenwinkel im Raum sowie der Krümmung der sechsten und siebten Rippe zu nennen. Zudem wird die Wirbelsäulenform kyphotischer und das Sternum am Übergang zwischen Manubrium und Corpus sternii gewinkelter. Die Menschmodelle THUMS 3, THUMS 4 und HUMOS 2 sind weder als typisch alt, noch typisch jung einzuordnen, dies unterscheidet sich teils von Parameter zu Parameter. Die auf Basis der Geometrie-Inputdaten durchgeführten Finite-Elemente Simulationen zeigen einen deutlichen Einfluss der zunehmenden Thoraxtiefe im Alter auf die posteriore Kraft an der Auflagefläche der Rippen sowie die Spannungsverteilung entlang der Rippen. Sie wirkt sich jedoch entgegen der Erwartungen protektiv aus und dominiert andere Faktoren wie die unterschiedlichen Rippenwinkel. Abschließend betrachtet wird ein Menschmodell, welches das 75. Perzentil der alten Bevölkerung repräsentiert, als ausreichend aussagekräftig hinsichtlich der im Alter veränderten Geometrie klassifiziert und gleichzeitig als mit angemessenem Aufwand realisierbar angesehen. Es wird daher für die Bewertung von Sicherheitssystemen empfohlen.
Learner drivers are readied for their participation in motorised transport within the framework of specific, internationally-diverse preparation systems. These systems are historically developed and are characterised by country-specific economic, infrastructural, legal and cultural circumstances. With the aid of functionally-distinguishable teaching and learning methods as well as testing methods, a conceptual framework was created whilst drawing upon research-methodological approaches of comparative political science as well as teaching and learning principles that facilitated a description and analysis of the systems for a comparative observation to be performed. The systems for the preparation of learner drivers in 44 countries are illustrated in the report. The descriptions are based upon surveys of experts from various institutions (ministries of transport, driving instructor associations, testing organisations) as well as upon literary and Internet research. Alongside European countries with a traditional formal driver training, \"Graduated Driver Licensing\" systems that are primarily encountered in English-speaking countries were also taken into account when selecting the countries. They are characterised by the guarantee of gaining comprehensive driving experience under reduced risk conditions in the form of supervised driving prior to the start of independent driving as well as protective special rules for learner drivers whilst gaining further driving experience during the initial phase of independent driving. The results enable a detailed insight into the country-specific structure of learner driver preparation with the components of the formal driver training in driving schools, informal teaching and learning methods such as supervised driving, the driving tests that must be successfully completed as well as legal frameworks and quality assurance measures. The functionality of system components and architectures shall be discussed against the backdrop of evaluation findings regarding the effectiveness in terms of safety.
Fahranfänger werden im Rahmen spezifischer, international unterschiedlich ausgestalteter Vorbereitungssysteme auf die motorisierte Verkehrsteilnahme vorbereitet. Diese Systeme sind historisch gewachsen und von länderspezifischen ökonomischen, infrastrukturellen, rechtlichen und kulturellen Gegebenheiten geprägt. Für eine vergleichende Systembetrachtung wurde unter Rückgriff auf forschungsmethodische Ansätze der Vergleichenden Politikwissenschaft und lehr-lerntheoretische Grundlagen ein begrifflicher Rahmen erarbeitet, der eine Systembeschreibung und -analyse anhand funktional unterscheidbarer Lehr-Lernformen und Prüfungsformen ermöglicht. Im Bericht werden die Systeme der Fahranfängervorbereitung von 44 Ländern dargestellt. Die Beschreibungen basieren auf Befragungen von Experten verschiedener Institutionen (Verkehrsministerien, Fahrlehrerverbände, Prüforganisationen) sowie auf Literatur- und Internetrecherchen. Bei der Länderauswahl wurden " neben europäischen Ländern mit einer traditionell stark ausgeprägten formalen Fahrschulausbildung " auch "Graduated Driver Licensing"-Systeme berücksichtigt, die vor allem in der englischsprachigen Welt in Übersee anzutreffen sind. Sie sind durch die Gewährleistung eines umfangreichen Fahrerfahrungsaufbaus unter niedrigen Risikobedingungen durch Begleitetes Fahren ("supervised driving") vor dem Beginn des selbständigen Fahrens und protektive Sonderregelungen für Fahranfänger beim weiteren Fahrerfahrungsaufbau in der Anfangsphase des selbständigen Fahrens gekennzeichnet. Die Ergebnisse ermöglichen einen detaillierten Einblick in die länderspezifische Ausgestaltung der Fahranfängervorbereitung mit den Bestandteilen der formalen Fahrausbildung in Fahrschulen, informeller Lehr-Lernformen wie des Begleiteten Fahrenlernens, zu absolvierender Fahrerlaubnisprüfungen sowie rechtlicher Rahmenbedingungen und qualitätssichernder Maßnahmen. Vor dem Hintergrund von Evaluationsbefunden zur Sicherheitswirksamkeit wird die Funktionalität von Systembestandteilen und -architekturen diskutiert.
The share of high-tensile steel in car bodies has increased over the last years. While occupant safety has generally benefited from this measure, there is a potential risk that, as a result, rescue time may increase considerably. In more than 60% of all car occupant fatalities a technical rescue has been necessary. These are in particular those cases where occupants die immediately at the accident scene. Therefore, in these cases "rescue time" is a very sensitive parameter. In addition to the general analysis of the need of technical rescue and the actual rescue time depending on model years, the injury pattern of occupants requiring technical rescue will be analysed to provide advice for rescue teams. Furthermore, a detailed analysis of rescue measures for the most popular car models depending on the safety cell design is given.
The accident research of Hanover and (from 1999 on) Dresden registered 736 leg injuries (AIS ≥ 2) from 1983 to March 2007. 174 of these injuries (23.6 %) were fractures or dislocations of foot and ankle. 149 feet of 141 front seat car occupants in 140 cars were affected. Of these 117 were drivers, 24 were front seat passengers. The mean age of occupants was 38.5 -± 16.8 years. Ankle fractures were the most frequent injury (n = 82; 80 malleolar fractures, 2 pilon fractures). 34 fractures and dislocations affected the hindfoot (5 talus and 26 calcaneal fractures, 2 subtalar dislocations and 1 subtotal amputation) , 16 to midfoot (4 navicular fractures, 5 cuboid fractures, 3 fractures of cuneiformia, 2 dislocations of chopart joint, 1 subtotal amputation, and one severe decollement) and 39 the forefoot (metatarsal fractures). Open fractures were seldom seen (2 malleolar fractures, 1 metatarsal fracture). Both feet were injured in 10 cases. 33 occupants (23.4 %) were polytaumatic had a polytrauma, 17 of them died. 81 percent of the occupants were belted. The cars were divided in pre EuroNCAP (year of manufacture 1997 and older) and post EuroNCAP cars (year of manufacture 1998 and newer). Most of the foot injuries were seen in pre EuroNCAP cars. Most of the occupants sat in compact cars (40 drivers and 9 front seat passengers) and large family cars (27 drivers and 7 co-drivers). 49 of 140 accidents occurred on country roads, 26 on main roads and 13 on motorways. The crash direction was mostly frontal. Generally were found no differences of delta v- and EES-level between the injured foot regions, but divided into pre- and post-EuroNCAP cars there was a tendency to higher delta v- and EES-levels in newer cars. The frequency of foot injuries increased linearly with increasing delta v-level; but above delta v-level of 55 km/h the linear increase only was seen in pre-EuroNCAP cars, post-EuroNCAP cars showed no further increase of injuries. The footwell intrusion showed no difference between the injured foot regions but pre-EuroNCAP cars had a tendency to higher footwell intrusion. There were no differences in footwell intrusion between the car types. Only 29 of 174 fractures or dislocations of foot were seen in post-EuroNCAP cars, the predominate number of these injuries (n = 145) were noticed in pre-EuroNCAP cars. A lower probability of long-term impairment was found in post-EuroNCAP cars for equal delta v levels, using the AIS2008 associated Functional Capacity Index (FCI) for the foot region.
The fact that ADAC Air Rescue handles approximately 4,000 road accident missions every year gave rise to set up an accident research programme for which ADAC Air Rescue provides its data. This data is of initial informational quality and will be supplemented by data from the police, experts, fire brigades as well as hospitals and forensic institutes. Although the number of cases is still rather low, certain tendencies can be identified. The causes for most accidents occur when joining or intersecting traffic, followed by speeding in road bends and tailgating. Many accidents involve HGV rear end collisions, often causing serious injuries, considerable damage and technical problems for the rescue operations. With regard to the various impact types, it has become obvious that most of the extremely serious injuries are inflicted during a passenger car side impact. In addition, access to and removal of trapped passengers is becoming more and more complicated, partly due to the increasing use of high-strength materials, and rescue operations tend to be more time consuming.
The incidence and treatment of sternal fractures among traffic accidents are of increasing importance to ensure best possible outcomes. Analysis of technical indicators of the collision, preclinical and clinical data of patients with sterna fractures from 1985-2004 among 42,055 injured patients were assessed by an Accident Research Unit. Two time groups were categorized: 1985-1994 (A) vs. 1995-2004 (B). 267/42,055 patients (0.64%) suffered a sterna fracture. Regarding the vehicle type, the majority occurred after car accidents in 0.81% (251/31,183 pts), followed by 0.19% (5/2,633pts) driving motorbike, and 0.11% (4/3,258pts) driving a truck. 91% wore a safety belt. Only 13% of all passengers suffering a sternal fracture had an airbag on board (33/255 car/trucks), with an airbag malfunction in 18%. The steering column was deformed in 39%, the steering wheel in 36%. Cars in the recent years were significantly older (7.67-±5 years (B) vs. 5.88-±5 years (A), p=0.003). Cervical spine injuries are frequent (23% vs. 22%), followed by multiple rib fractures (14% vs. 12%) and lung injuries (12% vs. 11%). We found 9/146 (6%) and 3/121 patients (3%) with heart contusion among the 267 sternal fractures. MAIS was 2.56-±1.3 vs. 2.62-±1.3 (A vs. B, p=0.349). 18% of patients were polytraumatized, with 11.2% dying at the scene, 2.3% in the hospital. Sternal fractures occur most often in old cars to seat-belted drivers often without any airbag. Severe multiple rib fractures and lung contusion are concomitant injuries in more than 10% each indicating the severity of the crash. Over a twentyyear period, the injury severity encountered was not different with 18% polytrauma patients suffering sternal fractures.