论交通事故轮胎痕迹鉴别嫌疑车辆

周奇智

（榆林职业技术学院机电系，榆林 719000）

 

[摘要]  针对交通事故车辆轮胎痕迹及试验车辆轮胎痕迹，研究其痕迹特征、痕迹勘测技术、痕迹的鉴别方法、痕迹的接地宽度，来判断轮胎规格的名义断面宽度。将其建立的车辆数据库、轮胎数据库和轮胎痕迹数据库，应用Visual C++程序工具，开发车辆轮胎痕迹信息管理软件，然后利用软件查询满足轮胎规格条件的车辆轮胎信息，从而锁定嫌疑车辆范围。

关键词： 轮胎痕迹；轮胎规格；信息；管理软件；嫌疑车辆

Identification Research for Tire Marks of

Traffic Accident

[Abstract]   For accident vehicle tire test vehicle tire marks and traces, traces its study characteristics, methods of identification marks surveying techniques, trace width of the ground to determine the nominal section width of the tire specifications. The vehicle is built with a database, tires and tire marks database, application Visual C + + programming tools, traces the development of vehicle tire information management software, and then use the software to satisfy the query conditions vehicle tires tire specification information, thereby locking the suspect vehicle range.

Keywords: tire marks; tire specifications; Information; management software; suspect vehicle

 

 

0前言

 

随着我国社会经济的发展，机动车拥有量不断增加，人们正在享受着汽车带来舒适和便捷等正面效应的同时，也给人们带来一些负面效益，这些负面效应最大就是交通事故的发生率。伴随的交通肇事逃逸现象发生频率逐年快速上升，给交警部门带来错综复杂的逃逸案件。在侦破逃逸案件中，现场勘验是关键工作，勘验的主要内容就是痕迹物证，痕迹物证是判断事故发生的过程、分析处理事故的重要证据。痕迹物证的勘验在交通事故中具有十分重要的意义，因此，研究现场遗留下的痕迹物证是交通安全工作者当前紧迫的任务^[1][2]。

本文首先分析了车型与原厂车辆轮胎花纹的匹配、事故轮胎痕迹的特征分析及技术分析；其次通过试验车辆轮胎痕迹实验和事故轮胎痕迹，建立车辆资料数据库、轮胎数据库和轮胎痕迹数据库，并开发了车辆轮胎痕迹管理系统软件；最后鉴别现场逃逸车辆轮胎痕迹，找出嫌疑最大的几种车型，从而缩小嫌疑车辆范围。

1  车型与轮胎花纹的分析

分析不同车型与原厂轮胎的匹配，建立数据库（如图1）存储各种车型与轮胎痕迹的基本信息，包括轮胎痕迹图像存储地址、轮胎痕迹花纹型号、轮胎规格、车辆型号、车辆名称以及轮胎生产厂家等基本信息，有利于查找符合条件的嫌疑车辆，让数据库中的轮胎痕迹图像与现场轮胎痕迹图像进行比对，确定匹配结果中最大的几种嫌疑车型，从而缩小追查范围^[3]。

 

图1  不同车型与轮胎痕迹信息匹配表

2   轮胎痕迹的鉴别方法

轮胎痕迹的鉴别是利用轮胎痕迹特征来识别车辆的车型，把轮胎痕迹的一些特征提取出来进行分析、研究，得出结论，并在最后归类识别。轮胎痕迹鉴别的信息包括有轮胎痕迹宽度、轮胎痕迹花纹、痕迹花纹个性特征、车辆的轴距、轮距、轮胎沟数等信息。具体鉴别方法如图2所示。

 

图2  轮胎痕迹的鉴别方法

3   轮胎痕迹的特征分析

道路交通事故中的地面痕迹主要是轮胎痕迹，轮胎痕迹是轮胎在地面上做各种运动状态时留下的痕迹，通常将不同的运动状态产生轮胎痕迹分为：滚印、压印、拖印和侧滑印四大类^[4][5]。以下分别对这几种轮胎痕迹特征进行分析（如表1所示）。

表 1  轮胎痕迹特征分析

类型	痕迹特征	推断结果	痕迹图像
滚印	印迹是一条清晰的滚印痕迹	推断出轮胎断面的宽度和轮胎花纹的型号
压印	地面痕迹花纹形态随着车辆行驶方向有所变长	确定车辆的制动过程，而且可以判断车辆在事故之前运动状态。
拖印	印迹是黑色线条带状，不能显现轮胎花纹的形态，	一般情况下痕迹内的花纹形态和拖印痕迹平行
侧滑印	痕迹花纹不能显示出来，痕迹宽度大于轮胎轮胎宽度。	制动抱死时，碰撞后车沿原来的方；制动滚动时，碰撞后沿冲击力方向滑移。

 

4    轮胎痕迹的技术分析

通过对轮胎痕迹的技术分析可以帮助公安人员认识案件真相，尤其为追查肇事逃逸车辆提供十分可靠的线索。

4.1计算车辆行驶速度

1、 根据制动痕迹，车辆碰撞后速度的计算^[6]。车辆碰撞地点至停止地点的距离，计算车辆碰撞后的瞬时速度的公式：，式中：a表示纵滑附着系数，g表示重力加速度，k表示附着修正系数，车辆全制动时速度为k=1，一前轮一后轮制动时k=0.5，只有前轮制动k=0.6-0.7，有后轮制动k=0.2-0.3。在制动过程中，没有其它因素导致动能损失或者损失较少时，可用上述计算车辆行驶速度。

2、 根据制动痕迹，车辆碰撞前速度的计算。车辆碰撞前有滑移时，车辆碰撞前的瞬时速度计算公式：，式中：v表示碰撞前的瞬时速度，t表示制动协调速度，表示车辆纵滑的附着系数，k表示附着修正系数，a表示车辆车辆加速度，s表示车辆痕迹的滑移距离，g表示重力加速度。

4.2  据制动印迹判断事故碰撞点

当机动车发生碰撞时，在碰撞力的作用，碰撞后两车都会不同程度的偏离了原来的行驶路线，是轮胎痕迹产生突变点。在一般情况下，痕迹突变点非常明显。结合受损部位与地面上遗留有痕迹的同一水平面的位置关系，就可判断这起道路交通事故的碰撞点。

4.3  追缉逃逸车辆

由于不同车辆的轮胎型号和花纹不同，以及不同车辆轮胎的磨损情况不同，加之石块、玻璃片等造成轮胎损失面也不同，故完全相同的轮胎是不存在的。因此，将嫌疑车的轮胎与事故发生现场遗留的轮胎痕迹进行比对，鉴定，如果花纹、宽度、磨损、缺损等完全一致的话，那么痕迹就可以证实该车行驶肇事现场。

1.车辆种类的判断。

（1）根据轮胎痕迹确定车轮数量。三轮或三轮以下的多为摩托车、农用机动车、人力车等；四轮及四轮以上的多为汽车。

（2）根据轮胎痕迹确定胎面宽度和花纹形态。

（3） 根据轮胎痕迹测量车轮的轮距和距。

2.判断车辆的行驶方向。

（1）根据尘土分布判断行驶方向

横向花纹的轮胎在硬质路面行时，会在路面上产生尘土花纹，花纹因车速的不同而变化。车辆在行驶过程中会在轮胎后方产生空气涡流，使地面上的轮胎痕迹前进方向上的力的牵拉。当车速较慢时，空气涡流比较小，轮胎的痕迹尘土花纹形状为垂柳的枝条状和弧状，而且痕迹两侧的尘土向中心地带聚集，聚集点的指向为车辆的逃逸方向；当车速较快时，车轮背后的空气涡流很大，在滚动力的张力作用下，轮胎痕迹尘土花纹形成扇形或扫把扫过的痕迹，其车辆逃逸方向为扇形的底端方向。

（2）转弯处的摩擦痕迹判断行驶方向。

车辆在转弯的状态下，产生离心力，当转弯速度较快时，离心力大于轮胎与地面间的摩擦力，车辆在向外侧倾斜的过程中，由于轮胎的横向偏离作用，轮胎与地面产生的痕迹是很多相互平行的斜线，线条痕迹与车辆行驶方向成锐角。相互平行的线条之间的距离为轮胎凸出花纹的宽度相同。当车辆在较快的速度回转时，刚开始转弯后轮的痕迹在外侧，前轮的痕迹在内侧，转弯结束时，前轮的痕迹在外，后轮的痕迹在内侧。

（3）制动痕迹判断行驶方向。当车辆在行驶过程中紧急制动时，轮胎的花纹逐渐模糊，印痕逐渐加重，由此可以判断肇事车辆的行驶方向。车辆在松软路面制动时，地面产生凹陷形成停止痕迹。车辆急速启动，沙土产生隆起，形成启动痕迹，可以判断出汽车的前进方向。

（4）轮胎花纹颜色深浅判断行驶方向。横向花纹的轮胎靠胎面凸纹与地面的强大摩擦力使车辆前进的，花纹块先接触地面的一侧形成的痕迹颜色深，后接触地面的一侧，其颜色较浅。把轮胎凸纹部分留下的痕迹进行深浅比较，在同一块花纹上，痕迹颜色由深至浅的方向为行驶方向。

（5）立体轮胎痕迹判断行驶方向。轮胎陷入土中时，胎肩部花纹由上向下运动，形成向后倾斜的线条痕迹，当胎肩部花纹由下向上运动，在痕迹壁上形成向前倾斜的线条痕迹，因此，痕迹上的线条由下向上的倾斜方向为车辆的行驶方向。

 

5  轮胎痕迹接地宽度的分析

5.1实验车辆测试

测试车辆的型号分别为DHW7180B和 BJ2023CHD6，测量它们在不同的车速、不同的气压和负载（空载和满载）下测轮胎痕迹宽度信息。本文取其后轮痕迹为研究对象。其中满载以260kg为标准(一般为4个成年人的体重)。查询《轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》，国家标准GB 2978-2008，可知两个车的标准气压分别为250Kpa和240Kpa，于是将其做为实验标准气压，即也就是规定轮胎的标准气压为100%。然后再分别取120%、100%和60%的气压做为试验气压^[3][7]。测量的数据表如表2和表3所示。   

表2  东风本田实验数据图                           

 

表3  北京牌越野车实验数据

 

5.2实验数据拟合

首先，分析不同的车速对轮胎痕迹接地宽度的影响，实验车辆按照空载和满载分成两类。经过大量资料的查询、驾驶员的调查以及交通事故案例中的分析，对空载和满载车辆，它们轮胎痕迹接地宽度受车速的影响，其系数赋值为：空载车辆在车速为40-50、50-60、60-80km/h段内的系数为0.2、0.3、0.5，满载车辆在车速为40-50、50-60、60-80km/h段内的系数为0.3、0.4、0.3。则两种车辆在空载和满载的状态下，不同气压下的轮胎接地宽度见下表4所示。

表4  不同载重状态、气压下的轮胎痕迹宽度表

利用Mtlab拟合后增加的胎压数是70%、80%、90%、110%，其相应的空载和满载状态下的痕迹宽度值见下表5所示，从而来确定轮胎痕迹接地宽度值。本文在这里应用最小二乘法中的polyfit拟合二次多项式^[8]。

表5  拟合后的轮胎痕迹增加数据表

 

通过二次多项式拟合曲线图的分析（如图3所示），两种车型的轮胎痕迹接地宽度在空载、满载状态下，分别是空载的痕迹度曲线走势图基本一致，满载的痕迹度曲线走势图基本一致。

 

图3  轮胎痕迹宽度二次多项式拟合曲线

5.3实验数据的分析

分析不同气压、载重状态的影响下，轮胎接地宽度的问题。同样，经过大量资料的查询、驾驶员的调查以及交通事故案例中的分析，各种胎压、载重负荷对轮胎痕迹宽度的影响^[7]。其影响系数进行赋值如下表6所示。

表6各种胎压、载重对轮胎痕迹宽度的影响系数

 

应用数据加权平均处理法计算轮胎痕迹接地宽度值，其具体计算公式为：

        W =                          

其中：W 为实际计算的轮胎痕迹接地宽度值；

     为第i种胎压和第j种载重状态荷下的轮胎痕迹宽度测量数据；

      为第i种胎压和第j种载重状态的影响系数；

i=1，2，3，4，5，6，7分别代表胎压为60%，70%，80%，90%，100%，110%，120%；

j=1，2分别代表轮胎处于空载和满载的状态。

将上述轮胎痕迹接地宽度计算公式展开为下面公式所示，于是把表3.6中拟合后的轮胎痕迹宽度增加数据与表3.7中的痕迹宽度的影响系数分别对应代入该公式中，求出两种车型的轮胎接地宽度值。

    W=                  其中：第一项是取轮胎处于空载状态下的痕迹宽度值；第二项是取轮胎处于满载状态下的痕迹宽度值。通过上述公式计算得到车型号为：DHW7180B 的车辆轮胎痕迹接地宽度为161.84mm；车型号为：BJ2023CHD6 的车辆轮胎痕迹接地宽度为170.23mm。通常情况，轮胎断面宽度大约为轮胎接地宽度的1.27倍。由此可以推断，实验轮胎接地痕迹宽度为161.84mm的轮胎，其断面宽度约为205.54mm ；实验轮胎接地痕迹宽度为170.23mm的轮胎，其断面宽度约为216.19mm 。实验数据波动范围规定在10mm内。则此时车型号为DHW7180B 的车辆，其轮胎名义断面宽度范围为200.54～210.54mm；车型号为BJ2023CHD6的车辆，其轮胎名义断面宽度范围为211.19～221.19mm。从而缩小嫌疑车辆的范围。

6、轮胎痕迹软件的开发

使用Visual C++6.0英文版开发本系统软件，数据库系统采用的是Micorsoft的Access，在Windows XP中文版操作系统下能够查询某一轮胎规格所有车辆的基本信息，进而缩小嫌疑车辆范围。6.1系统软件实现的功能

该软件功能具体有管理功能，能够查询、修改和录入车辆的基本信息；车型设置界面功能能够确定车辆的类型，缩小车型范围；车辆管理界面功能能够查询车辆基本信息；轮胎痕迹管理功能能够实现车型的设置、痕迹信息的录入、痕迹信息的查询等见图4所示。

    

    

图4  系统软件实现的功能

 6.2 本软件的技术分析

通过现场轮胎痕迹的勘测，首先分析判断轮胎痕迹宽度，确定了肇事逃逸车辆的轮胎规格名义断面宽度大致范围。其次由轮胎痕迹的其它基本特征，来分析逃逸车辆的类型，进而能够对轮胎规格进行进一步的判断。比如：如果判断逃逸车辆的类型为轿车，那么轿车的轮胎绝大部分为子午线轮胎，它们的轮胎规格的轮胎名义断面宽度的各位数字为“5”，则可以具体的确定该范围的轮胎规格名义断面宽度值。于是，在系统界面中输入该轮胎名义断面的所用轮胎规格，进行查询符合该条件的所有车辆，并且该车辆的轮胎痕迹基本信息，主要为轮胎痕迹花纹信息，从而确定嫌疑车辆范围。

7、结论

（1）首先分析不同车型与原厂轮胎的匹配，建立数据库存储各种车型与轮胎痕迹的基本信息，方便查询嫌疑车辆信息，其次提出鉴别轮胎痕迹的方法。

（2）通过对轮胎痕迹的特征信息分析，可以推断出不同类型的痕迹其事故车辆前的运行状态；痕迹技术的分析能够计算出碰撞前车辆的行驶速度、确定事故的碰撞点、判断逃逸车辆逃跑的方向。

（3）本文深入地对轮胎接地痕迹宽度进行研究。对轮胎痕迹宽度的测量、数据拟合进行认真的分析，从而确定轮胎规格的名义断面宽度。基于VC++平台，开发车辆痕迹信息管理系统。主要通过轮胎规格来查询车辆本身的相关技术参数、轮胎痕迹的特征以及轮胎与对应车型的相关信息等。

（4）经过轮胎痕迹特征的分析、痕迹接地宽度的分析，缩小了轮胎规格范围，在通过查询轮胎痕迹系统管理软件，来查找嫌疑车辆基本信息，从而进一步

肇事逃逸车辆范围，为案件的侦破大大缩短了时间。

参考文献

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