道路交通执法现场是公安交通管理部门开展执法活动的关键区域，其安全防护水平直接关系到执法人员、当事人及过往车辆的生命财产安全。执法现场易发生车辆闯入等危险情况，二次事故风险较高，不仅干扰正常执法秩序、降低执法效率，还可能对执法人员造成人身伤害。科学设置安全防护措施，尤其是合理摆放警车作为防护掩体，对于降低二次事故风险保障执法人员安全具有重要意义。

当前，道路交通执法现场的安全防护主要依据相关执勤执法规范、安全防护规定及技术标准，通常通过警力配置、物理隔离、视觉警示与动态预警等手段实现对执法现场的分级防护。其中，警车作为执法现场的核心防御掩体，其停放位置和摆放角度对拦截入车辆、吸收碰撞能量以及保障人员安全具有决定性作用。现行安全防护规定中，针对道路交通事故现场要求警车停放时与道路呈 20°至 30°夹角，前轮偏转10°至 20°，以降低正面碰撞风险。

然而，随着交通执法现场安全防护需求逐步向分场景化和精细化发展，现有规定多基于经验总结和定性要求，对警车摆放的安全防护效果缺乏系统的量化分析，难以充分反映不同道路条件、交通环境及车速水平下的防护性能，制约了防护策略的针对性与适用性。本文基于PC-Crash14.0仿真软件，构建交通执法现场警车与闯入车辆的碰撞模型，在不同路面和车速条件下对警车摆放方式的安全防护效果进行量化分析，以期为执法现场警车合理摆放及防护方案优化提供参考。

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一、基于PC-Crash的仿真建模与实验设计

(一)PC-Crash 仿真方法概述

PC-Crash 是一款基于运动学和动力学原理的道路交通事故重建仿真软件，已广泛应用于交通事故机理分析与安全性评估研究。基于 PC-Crash 的交通事故重建，主要包括逆向分析法和正向分析法。逆向分析法以事故发生后的最终位置、痕迹及损伤信息为输人，通过参数反推事故发生前各参与方的运动状态常用于事故成因分析与责任认定;正向分析法则以事故发生前的车辆运行状态为起点，结合道路环境与车辆动力学模型，对碰撞过程及碰撞后的运动轨迹进行仿真，适用于可避让性分析和安全性评估。

基于此，本文采用 PC-Crash 正向分析法，选取典型警车与闯入车辆模型，并设置相应道路与车速参数，构建交通执法现场警车与闯入车辆的碰撞仿真安全性分析模型，通过参数化建模方式对警车摆放方案的安全防护效果进行量化分析。

(二)仿真场景及实验方案设计

基于 PC-Crash 构建交通执法现场警车与闯入车辆的碰撞的仿真场景，选定警车和闯入车辆模型，并设置警车沿道路走向不同的摆放角度α与闯闯入车辆入车辆不同速度v,开展碰撞仿真，如(a)所示。以警车的质心为坐标原点，沿道路走向为x轴，垂直道路走向为y轴，可得到碰撞后警车在x、y方向的位移，分别记为x1和y1，如(b)所示，并基于此对执法现场安全性进行评价。

在构建的仿真场景基础上，完成车辆模型和道路场景建模，设置不同的道路摩擦系数、警车摆放角度和闯入车辆速度，基于 PC-Crash14.0 开展仿真实验并根据仿真结果进行安全性量化分析。主要步骤如图2 所示。具体步骤如下:

(1)场景模型构建:选定警车及闯入车辆模型设置其质量、结构尺寸等基础参数;构建道路模型设定车道数及车道宽度等参数。

(2)仿真实验:通过道路摩擦系数、警车摆放角度及闯入车辆速度的多参数组合，构建参数矩阵并进行仿真计算。

(3)安全性分析:基于不同场景参数下的仿真结果，对警车摆放的安全性进行综合评价。

【产品补充】TaSim 交通事故仿真系统与Zone 3D 三维重建系统可与PC-Crash形成互补，进一步提升执法现场安全分析与事故重建的效率和精准度。TaSim 的汽车电子数据分析功能，可提取车辆EDR数据，为仿真建模提供真实、精准的基础参数；Zone 3D 则可对接地面三维激光扫描数据，快速构建高精度执法现场三维模型，结合仿真结果实现场景还原与动画演示，助力执法人员直观掌握警车摆放的安全隐患，同时为事故痕迹鉴定、责任认定提供专业技术支持，契合交通事故痕迹物证鉴定的专业需求。

二、警车摆放安全性分析建模

警车摆放安全性分析建模主要包括仿真模型构建、仿真参数设置和安全评价指标构建三个部分。

(一)仿真模型构建及参数设置

仿真场景主要涉及警车与闯入车辆两类车辆模型。警车模型选用经典日产 Navara 皮卡车型，该车型在执法及勤务保障场景中应用较为广泛，具备良好的代表性。选取轻型厢式货车江淮帅铃 Q6 作为闯入车辆模型的参数。该车型总质量符合蓝牌轻型货车总质量不超过 4.5t 的法规要求，在城市道路及公路等多种道路场景中广泛使用，具有较强的现实代表性。车辆的主要参数如表1所示。

警车作为防御掩体静止停放于道路上，仿真中将其制动踏板开度设定为 100%，以模拟实际执法过程中车辆处于完全驻车制动状态。警车摆放角度作为本研究的核心变量，其取值范围为0°~90°，并以10°为步长进行参数化仿真。结合城市道路和普通国省道中常见的限速水平，闯入车辆的车速分别设置为30km/h、40km/h、60km/h和80km/h。

道路场景建模参数包括车道宽度、车道数及路面摩擦系数。其中，车道宽度和车道数分别设定为3.5m和3车道。路面摩擦系数μ直接影响碰撞后警车的位移响应特征，与执法现场安全密切相关，然而其受气候条件影响较大。故此，本实验将路面摩擦系数分级设置为:干燥沥青路面 u-0.8、潮湿路面μ=0.6 以及湿滑路面 μ=0.45。

在上述三级路面摩擦条件和四级闯入车速设置的基础上，结合警车摆放角度的参数步长，共开展 120次仿真计算，对警车不同摆放角度下交通执法现场的a安全性进行系统分析。

(二)安全性评价指标构建

闯人车辆与警车发生碰撞后，警车会产生沿道路走向和垂直道路走向的位移，仅以单一方向位移难以对执法现场的整体安全性进行全面评价。因此，本文选取警车碰撞后沿道路走向位移和垂直道路走向位移作为核心评价变量，并采用线性加权方式构建综合安全性评价指标，其计算如公式(1)所示。

F=a・x¡+b・yi

(1式中，只为第i次仿真计算的安全性得分，数值越大表示安全性越低:…和力分别为第;次仿真计算中警车的沿道路走向位移和垂直道路走向位移;a和6分别为对应权重系数，鉴于警车沿道路走向位移将直接影响执法人员及当事人的人身安全，而垂直道路走向位移虽可能导致警车偏离警戒区域并对社会车辆产生影响，但其风险主要表现为间接影响。基于两类位移对现场安全影响程度的差异，在综合评价中对沿道路走向位移赋予更高权重，取 a=0.6，b=0.4。

三、仿真结果及安全性分析

基于构建的仿真模型，利用 PC-Crash14.0 进行仿真计算，可获得警车不同摆放角度条件下与闯入车辆碰撞后，警车沿道路走向及垂直道路走向的位移结果。

(一)警车不同摆放的仿真结果

在不同路面条件(干燥、潮湿和湿滑)和警车摆放角度下，闯入车辆分别以30km/h、40km/h、60km/h 和 80km/h 的车速上撞击静止警车。碰撞后警车沿道路走向和垂直道路走向的位移分别如图3、图4和图5 所示。

由图可知，警车在受到闯入车辆碰撞后，均会产生沿道路走向和垂直道路走向的位移，其中沿道路走向的位移整体大于垂直道路走向的位移。随着闯入车辆车速的提高，警车在两个方向上的位移总体呈增大趋势，但垂直道路走向位移随摆放角度和路面条件的变化更为复杂。在警车不同摆放角度中，当摆放角度为0°时，其沿道路走向位移达到最大，而垂直道路走向位移最小，基本趋近于0。对于低速闯人情形(30km/h和40km/h)，在三种路面条件下，警车摆放角度为 30°时,其沿道路走向位移均达到相对最小值表现出较为稳定的防护效果。相比之下，在较高车速条件(60km/h和80km/h)下，不同路面条件对应的最佳摆放角度存在一定差异，表明较高车速闯人情形下，警车摆放安全性对路面附着条件更为敏感。

(二)警车摆放安全性评价

基于上述仿真结果可知，不同警车摆放角度、闯人车速及路面条件下，警车在碰撞后沿道路走向和垂直道路走向的位移特征存在明显差异。为此，依据公式(1)构建的安全性评价指标，对警车不同摆放角度下防护效果进行量化评价，其安全性得分对比结果如表2所示。

基于表2的统计结果，警车不同摆放角度在各类路面条件和闯入车速下对应的安全性得分差异显著总体来看，各情形下安全性得分最大值均出现在警车摆放角度为 0°时，表明警车沿道路走向平行停放时,碰撞后位移响应最为明显，执法现场安全性最低。相较之下，当警车以一定角度倾斜摆放时，其安全性得分明显降低,防护效果得到改善。

在相同路面条件下，随着闯入车辆速度的提高警车碰撞后的安全性得分整体呈上升趋势，表明闯入车速是影响执法现场安全风险的重要因素。同时，不同摆放角度之间的安全性差异随车速增大而更加明显，尤其在 60km/h及以上车速条件下，0°摆放与最佳摆放角度对应的安全性得分差距显著扩大，表明合理的警车摆放方式在中高速闯入情形下具有更突出的安全防护优势。从最佳摆放角度分布来看，在干燥路面和潮湿路面条件下，各车速对应的最小安全性得分主要集中在警车摆放角度为 30°，且该角度在不同车速下表现出较好的稳定性。而在湿滑路面条件下，当闯入车速达到 60km/h 及以上时，警车最优摆放角度由 30°向 20°偏移，表明在低附着路面条件下，适当减小警车摆放角度有助于降低碰撞后警车位移水平，从而提升执法现场的整体安全性。

四、结论

基于 PC-Crash14.0仿真分析，定量评估了交通执法现场警车作为防护掩体在不同摆放角度、路面条件及闯入车速下的安全防护效果。警车与道路走向平行停放时，在各类路面条件和闯入车速下均表现出较大的碰撞后位移，防护效果最差。在干燥及潮湿路面条件下，警车摆放角度约为 30°时能够兼顾稳定性与防护效果。而在湿滑路面及中高速闯入情形下，适当减小警车摆放角度更有利于控制碰撞后警车位移。基于此，可为交通执法现场警车摆放及安全防护措施的科学制定提供定量参考。( 作者单位:广东警官学院 )

转载自《道路交通管理期刊》

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