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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.
The United Nations Economic Commission for Europe Informal Group on GTR No. 7 Phase 2 are working to define a build level for the BioRID II rear impact (whiplash) crash test dummy that ensures repeatable and reproducible performance in a test procedure that has been proposed for future legislation. This includes the specification of dummy hardware, as well as the development of comprehensive certification procedures for the dummy. This study evaluated whether the dummy build level and certification procedures deliver the desired level of repeatability and reproducibility. A custom-designed laboratory seat was made using the seat base, back, and head restraint from a production car seat to ensure a representative interface with the dummy. The seat back was reinforced for use in multiple tests and the recliner mechanism was replaced by an external spring-damper mechanism. A total of 65 tests were performed with 6 BioRID IIg dummies using the draft GTR No.7 sled pulse and seating procedure. All dummies were subject to the build, maintenance, and certification procedures defined by the Informal Group. The test condition was highly repeatable, with a very repeatable pulse, a well-controlled seat back response, and minimal observed degradation of seat foams. The results showed qualitatively reasonable repeatability and reproducibility for the upper torso and head accelerations, as well as for T1 Fx and upper neck Fx. However, reproducibility was not acceptable for T1 and upper neck Fz or for T1 and upper neck My. The Informal Group has not selected injury or seat assessment criteria for use with BioRID II, so it is not known whether these channels would be used in the regulation. However, the ramping-up behavior of the dummy showed poor reproducibility, which would be expected to affect the reproducibility of dummy measurements in general. Pelvis and spine characteristics were found to significantly influence the dummy measurements for which poor reproducibility was observed. It was also observed that the primary neck response in these tests was flexion, not extension. This correlates well with recent findings from Japan and the United States showing a correlation between neck flexion and injury in accident replication simulations and postmortem human subjects (PMHS) studies, respectively. The present certification tests may not adequately control front cervical spine bumper characteristics, which are important for neck flexion response. The certification sled test also does not include the pelvis and so cannot be used to control pelvis response and does not substantially load the lumbar bumpers and so does not control these parts of the dummy. The stiffness of all spine bumpers and of the pelvis flesh should be much more tightly controlled. It is recommended that a method for certifying the front cervical bumpers should be developed. Recommendations are also made for tighter tolerance on the input parameters for the existing certification tests.
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.
The use of proper child restraint systems (CRS) is mandatory for children travelling in cars in most countries of the world. The analysis of the quantity of restrained children shows that more than 90% of the children in Germany are restrained. Looking at the quality of the protection, a large discrepancy between restrained and well protected children can be seen. Two out of three children in Germany are not properly restrained. In addition, considerable difference exists with respect to the technical performance of CRS. For that reason investigations and optimisations on two different topics are necessary: The technical improvement of CRS and the ease of use of CRS. Consideration of the knowledge gained by the comparison of different CRS in crash tests would lead to some improvements of the CRS. But improvement of child safety is not only a technical issue. People should use CRS in the correct way. Misuse and incorrect handling could lead to less safety than correct usage of a poor CRS. For that reason new technical issues are necessary to improve the child safety AND the ease of use. Only the combination of both parts can significantly increase child safety. For the assessment of the safety level of common CRS, frontal and lateral sled tests simulating different severity levels were conducted comparing pairs of CRS which were felt to be good and CRS which were felt to be poor. The safety of some CRS is currently at a high level. All well known products were not damaged in the performed tests. The performance of non-branded CRS was mostly worse than that of the well known products. Although the branded child restraint systems already show a high safety level it is still possible to further improve their technical performance as demonstrated with a baby shell and a harness type CRS.
A legform impactor with biofidelic characteristics (FlexPLI) which is being developed by the Japanese Automobile Research Institute (JARI) is being considered as a test tool for legislation within a proposed Global Technical Regulation on pedestrian protection (UNECE, 2006) and therefore being evaluated by the Technical Evaluation Group (TEG) of GRSP. In previous built levels it already showed good test results on real cars as well as under idealised test conditions but also revealed further need for improvement. A research study at the Federal Highway Research Institute (BASt) deals with the question on how leg injury risks of modern car fronts can be revealed, reflected and assessed by the FlexPLI and how the impactor can be used and implemented as a legislative instrument for the type approval of cars according to current and future legislations on pedestrian protection. The latest impactor built level (GTα ) is being evaluated by a general review and assessment of the certification procedure, the knee joint biofidelity and the currently proposed injury criteria. Furthermore, the usability, robustness and durability as a test tool for legislation is examined and an assessment of leg injuries is made by a series of tests with the FlexPLI on real cars with modern car front shapes as well as under idealised test conditions. Finally, a comparison is made between the FlexPLI and the current european legislation tool, the legform impactor according to EEVC WG 17.
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.