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Im Rahmen des weltweiten ESV-Programmes (Enhanced Safety of Vehicles) werden seit mehreren Jahren internationale Forschungsbemühungen unternommen (International Harmonized Research Activities, IHRA), um im Vorfeld der Gesetzgebung die wissenschaftlichen Grundlagen gemeinsam zu erarbeiten. Ziel der IHRA-Arbeiten ist es, auf der Grundlage dieser Forschungsergebnisse die Harmonisierung der Vorschriften zu erleichtern. Eine besondere Aktivität bezieht sich auf Intelligent Transportation Systems (ITS). Im vorliegenden Beitrag wird die Aufgabe dieser IHRA-ITS-Arbeiten geschildert, sowie der derzeitige Stand der Forschungsbemühungen beschrieben. Es zeigt sich, dass die beschriebene Sicherheitsbewertung eine Fülle von Fragestellungen aufwirft und weitere Forschungsanstrengungen erfordert. Die zukünftigen Bemühungen sind darauf gerichtet, in internationaler Zusammenarbeit und Arbeitsteilung die als besonders wichtig erkannten Themen zur Bewertung der fahrzeugseitigen Fahrerassistenzsysteme zu bearbeiten.
Validation of human pedestrian models using laboratory data as well as accident reconstruction
(2007)
Human pedestrian models have been developed and improved continually. This paper shows the latest stage in development and validation of the multibody pedestrian model released with MADYMO. The biofidelity of the multibody pedestrian model has been verified using a range of full pedestrian-vehicle impact tests with a large range in body sizes (16 male, 2 female, standing height 160-192cm, weight 53.5-90kg). The simulation results were objectively correlated to experimental data. Overall, the model predicted the measured response well. In particular the head impact locations were accurately predicted, indicated by global correlation scores over 90%. The correlation score for the bumper forces and accelerations of various body parts was lower (47-64%), which was largely attributed to the limited information available on the vehicle contact characteristics (stiffness, damping, deformation). Also, the effects of the large range in published leg fracture tolerances on the predicted risk to leg fracture by the pedestrian model were evaluated and compared with experimental results. The validated mid-size male model was scaled to a range of body sizes, including children and a female. Typical applications for the pedestrian models are trend studies to evaluate vehicle front ends and accident reconstructions. Results obtained in several studies show that the pedestrian models match pedestrian throw distances and impact locations observed in real accidents. Larger sets of well documented cases can be used to further validate the models especially for specific populations as for instance children. In addition, these cases will be needed to evaluate the injury predictive capability of human models. Ongoing developments include a so-called facet pedestrian model with a more accurate geometry description and a more humanlike spine and neck and a full FE model allowing more detailed injury analysis.
This study is aimed to investigate the correlations of impact conditions and dynamic responses with the injuries and injury severity of child pedestrians by accident reconstruction. For this purpose, the pedestrian accident cases were selected from Sweden and Germany with detailed information about injuries, accident cars, and accident environment. The selected accident cases were reconstructed using mathematical models of pedestrian and passenger car. The pedestrian models were generated based on the height, weight, and age of the pedestrian involved in accidents. The car models were built up based on the corresponding accident car. The impact speeds in simulations were defined based on the reported data. The calculated physical quantities were analyzed to find the correlation with injury outcomes registered in the accident database. The reconstruction approaches are discussed in terms of data collection, estimating vehicle impact speeds, pedestrian moving speeds and initial posture, secondary ground impact, validity of the mathematical models, as well as impact biomechanics.
Schutz von Fahrzeuginsassen
(1983)
Ausgehend von unfallstatistischen Daten und Ausführungen über Unfallablauf und Unfallfolgen werden Schutzmaßnahmen diskutiert, die das Verletzungsrisiko für Fahrzeuginsassen möglichst niedrig halten. Die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen wird beeinflusst von der Unfallkonstellation, Eigenschaften der Pperson und vom Fahrzeug (Deformationscharakteristik, Auslegung des rückhaltesystems). Die Gesamtwirksamkeit hängt wiederum ab von der Wirksamkeit des Rückhaltesystems, der Benutzungshäufigkeit und der Benutzungsqualität. Die Arbeit endet mit volkswirtschaftlichen Überlegungen und kommt zu dem Schluss, dass auch in Zukunft als wichtigste Maßnahme zum Schutz von Fahrzeuginsassen die Erhöhung der Anlegequote für Sicherheitsgurte anzusetzen ist.
Nach wie vor ist die Anzahl von Unfällen motorisierter Einspurfahrzeuge (MESFz) mit sehr schweren Verletzungsfolgen oder tödlichem Ausgang für die Aufsassen im Vergleich zu allen anderen getöteten Verkehrsteilnehmern alarmierend hoch. Im Jahr 2013 wurden bei insgesamt 42.427 Unfällen MESFz 641 Aufsassen getötet und 12.034 schwer verletzt. Um dieser hohen Zahl schwerverletzter und getöteter Aufsassen von MESFz entgegenzuwirken, hat die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) das vorliegende Projekt initiiert. Zielsetzung des Projektes war es, durch eine Analyse von Unfalldaten von MESFz, durch ergänzende computergestützte FEM-Simulationen und durch eine kritische Bewertung der UN-Regelung UN-R 22/05 (vormals ECE-R 22/05) hinsichtlich verletzungs-biomechanischer Inhalte (Versuche und Prüfwerte) Erkenntnisse zu erarbeiten, Handlungsbedarf festzustellen und Änderungs- und Ergänzungsvorschläge zur Überarbeitung der UN-R 22/05 sowie hinsichtlich allgemeiner Maßnahmen zu formulieren. Auf der Grundlage der amtlichen Unfalldaten des Statistischen Bundesamtes, Wiesbaden (DESTATIS) erfolgte eine Unfalldatenauswertung im Allgemeinen. Für eine detaillierte Analyse wurden Daten der "German In-Depth Accident Study" (GIDAS, Dresden und Hannover) ausgewählt. Bei etwa der Hälfte der im Teilumfang (n=199) untersuchten Unfälle von MESFz kam es zu Kopfverletzungen, überwiegend bei benutztem Schutzhelm. In 18 % lagen die führenden Verletzungen am Kopf; in 48 % blieb der Kopf unverletzt bei sonstigen schweren bis schwersten und tödlichen Verletzungen am Körper. Etwa 10 % der Aufsassen benutzten ein MESFz ohne bzw. mit absolut ungeeignetem Helm. Eine kritische Bewertung und Alternativvorschläge der derzeitigen Fassung der UN-R 22/05 wurden bezüglich der Punkte Prüfumfang, Prüfausstattung, Prüfdurchführung, Prüfkriterien und eine fälschungssicheren Homologations-Kennzeichnung erarbeitet.
Die Deutsche Gesellschaft für Verkehrsmedizin beschäftigt sich satzungsgemäß mit der Unfallursachenforschung, der Unfallrekonstruktion sowie den physiologischen und psychologischen Voraussetzungen beim Betrieb von Kraftfahrzeugen aller Art und den Leistungseinschränkungen in Abhängigkeit von Lebensalter, Krankheit, Arzneimitteln sowie psychotropen Substanzen. Neben Alkohol als nach wie vor prädominierender psychotroper Substanz nehmen Drogen und Medikamente, hier vor allem Cannabis, heute einen zunehmenden Stellenwert ein. Daher wurde auf der 33. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Verkehrsmedizin der Einfluss von Cannabis auf die Fahrsicherheit und Fahreignung aus Sicht der beteiligten Fachdisziplinen (Medizin, insbesondere Rechtsmedizin; Toxikologie; Psychologie) diskutiert. Kontroversen ergaben sich zu möglichen Grenzwerten absoluter Fahruntüchtigkeit bei Cannabiskonsum, während sich zur Fahreignung nach Cannabiskonsum ein homogeneres Meinungsbild abzeichnete. Vor der zunehmenden Alterspyramide sind die Auswirkungen von Erkrankungen auf Fahreignung und Fahrtüchtigkeit von nach wie vor aktueller Relevanz - auch im Hinblick auf neü Therapiemaßnahmen. Daher wurden auf der 33. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Verkehrsmedizin aus der Sicht klinischer Disziplinen die verkehrsmedizinische Relevanz großer Krankheitsgruppen erörtert und vor dem Hintergrund neuer Erkenntnisse zur Pathogenese und Therapie Begutachtungsleitlinien diskutiert, die teilweise bislang gültige Richtlinien modifizieren. Dies gilt vor allen Dingen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, das Schlaf-Apnoe-Syndrom, den Diabetes mellitus, Anfallsleiden etc. Weitere Schwerpunkte waren die Ermüdung sowie die methodischen Probleme, die sich beim Zusammenwirken von Krankheiten und einer zur Behebung der Krankheitssymptome indizierten Arzneimitteltherapie und ihren jeweiligen Auswirkungen auf die Fahrsicherheit und -eignung ergeben. Zahlreiche weitere Vorträge beschäftigen sich mit der Traumatomechanik, Verletzungsrisiken neuartiger Fahrzeuge (Quads), der Epidemiologie der suchtstoffabhängigen Beeinträchtigung der Verkehrstüchtigkeit und dem beweissicheren Wirkungs- und Substanznachweis. Mehrere Beiträge befassten sich darüber hinaus mit der Begutachtung der Fahreignung aus medizinischer und psychologischer Sicht. Die insgesamt 66 Vorträge auf dem 33. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Verkehrsmedizin spiegeln aktuelle Diskussionen und künftige Entwicklungen innerhalb der Verkehrsmedizin wider.
Verkehr auf der Straße, der Schiene, auf dem Wasser und in der Luft wird von Menschen betrieben, an deren Fähigkeit, ein Fahrzeug zu führen, hohe Anforderungen gestellt werden. Unfälle wird es hierbei immer geben. Technische Mängel am Fahrzeug, aber auch gesundheitliche Defizite oder Beeinträchtigungen des Fahrzeugführers durch Medikamente, Drogen oder Alkohol spielen hierbei eine wesentliche Rolle. Eine Aufgabe der wissenschaftlichen Forschung in der Verkehrsmedizin ist es daher, die Unfallursachen aufzuspüren und Wege zu ihrer Vermeidung aufzuzeigen, sie auf ein Minimum zu reduzieren. In 52 Vorträgen spiegelte sich auf der 31. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Verkehrsmedizin die ganze Spannweite verkehrsmedizinischer Forschung: Unfallursachen-Forschung, die Biomechanik von Unfallabläufen und Verletzungsmustern, die Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit durch Alkohol, Drogen und Medikamente, wie auch die messtechnische Erfassung von Ausfallerscheinungen, die Atemalkoholmessung und Beurteilungskriterien zur Fahreignung. Unfälle mit Kindern stellten einen besonders sensiblen Bereich dar, aber auch eine offenbar wenig beachtete Trendwende bei jugendlichen Verkehrsteilnehmern, gerade im Rhein-Main Gebiet: weniger Alkohol, dafür ein vermehrter Missbrauch von Drogen; zwei weitere Schwerpunkte der Tagung. Vermehrte gesetzliche Vorschriften etwa in der Fahrerlaubnisverordnung, erhöhte Anforderungen an die verkehrsmedizinische Begutachtung finden allerdings kaum ihren Niederschlag in der Forschungsförderung. Weitgehend unbemerkt haben sich zum Beispiel die Rahmenbedingungen für die Verkehrsunfall-Forschung im letzten Jahrzehnt derart verschlechtert, dass solide Forschung in diesem Bereich erschwert und zum Teil nicht mehr möglich ist. Neben dem Austausch und der Diskussion neuer Forschungsergebnisse war es daher auch ein Anliegen der Tagung, auf die steigende Bedeutung der Verkehrsmedizin in einer mobilen Gesellschaft hinzuweisen.
Mechanical properties of tibial bone at compressive strain rates of 50-200 s-1 are obtained through Split Hopkinson pressure bar. Cylindrical specimens of 12-15 mm diameter and 2-5 mm thickness were used. The Young- moduli are calculated from linear portion of stress-strain curves. For both cortical and cancellous part of the bones, the Young- modulus was found to increase with the increasing strain rates. Also for both cancellous and cortical bones the Young- modulus increases consistently with increase in densities.
Since a number of human models have been developed it appears sensible to use these models also in the accident analysis. Especially the understanding of injury mechanisms and probably even injury risk curves can be significantly improved when interesting accidents are reconstructed using human body models. However, an important limitation for utilising human models for accident reconstruction is the effort needed to develop detailed FE models of the accident partners or to prepare the human model reconstruction by running physical accident reconstructions. The proposed approach for using human models for accident reconstruction is to use simplified and parametric car models. These models can be adapted to the crash opponents in a fast and cost effective way. Although, accuracy is less compared to detailed FE models, the relevant change in velocity can be simulated well, indicating that the computation of a detailed crash pulse is not needed. Two frontal impact test accidents that were reconstructed experimentally and using the parametric car models are indicating sufficient correlation of the adapted parametric car models with the full scale crash reconstructions. However, further developments of the parametric models to be capable for the use in lateral impacts and rear impacts are needed. For the PC Crash simulation runs the output sampling rate is too large to allow sufficient analysis. In addition the performance appears to be too general.
Eine Literaturstudie gleichen Namens war vor zehn Jahren von der BASt veranlasst worden; nun liegt eine überarbeitete und auf den Stand von 1986/87 gebrachte Fassung vor. Die Anzahl der erfassten Quellen ist von 221 auf 449 gestiegen. In tabellarischen Übersichten werden für einzelne Körperregionen Untersuchungsergebnisse zusammengestellt, die ermittelte oder vermutete Belastungsgrenzen anhand von physikalischen Parametern beschrieben; die Ergebnisse stammen zum überwiegenden Teil aus Leichenversuchen aber auch aus Versuchen mit Freiwilligen und mit Tieren sowie aus Unfallanalysen. Soweit verfügbar werden Untersuchungsergebnisse als Original-Tabellen in einem Anhang wiedergegeben. Damit ist die Auswahl relevanter Arbeiten erleichtert zur Abschätzung von Aufprall-Belastungen des Menschen als Fahrzeuginsasse oder als Fußgänger. Auf einschränkende Gesichtspunkte bei der Gewinnung und der Anwendung solcher Belastungsgrenzen wird hingewiesen und zugleich deren Bedeutung für eine vergleichende Bewertung von sicherheitstechnischen Maßnahmen bestätigt.