论交通事故轮胎痕迹鉴别嫌疑车辆
周奇智 1，杨 炜 2
(1.榆林职业技术学院，陕西 榆林 719000；2.长安大学 汽车学院，西安 710064)
摘要： 为了解决我国交通肇事逃逸案件的频繁发生，作者依据实验轮胎痕迹和事故现场轮胎痕迹特征分析，研究轮胎痕迹特性和痕迹宽度数据，分析判断轮胎规格的名义断面宽度;应用Visual C++程序开发平台，开发车辆轮胎信息管理软件，查询符合轮胎规格的车辆，达到缩小查找嫌疑车辆范围的效果;再次通过实验建立痕迹图像数据库，利用Matlab软件对轮胎痕迹图像进一步鉴别匹配，找出最佳的匹配的结果，最后快速锁定嫌疑车辆，对侦破逃逸案件具有十分重要的意义。
关键词： 轮胎规格；轮胎痕迹；信息管理软件；痕迹图像；Matlab软件
0 引言
伴随着目前我国经济社会的发展，全国机动车的拥有量稳步增长，汽车带来舒适效应的同时，也给人们带来一些负面效益，这些负面效应主要是交通事故发生率较高。随着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肇事逃逸案件，在每期逃逸案件侦破中，现场勘验是关键工作，勘验的主要体现在痕迹物证，痕迹物证是推断事故发生的过程、分析处理事故的重要证据。痕迹物证的勘验在交通事故分析处理中具有举足轻重的意义，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]。
T(s)代表了执行时间.如表2中所示，对于最大的电路Pci_bridge32需要5124.25s完成整个计算.这些计算时间在电路设计的后期仅运行几次，因此可以接受.
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，并同时研发了车辆轮胎痕迹管理系统软件；利用该软件和现场鉴别轮胎痕迹特征，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，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鉴别车型，将车辆轮胎痕迹的部分特征提取出来，然后根据实地勘测情况进行分析、研究，最终找出结论，然后进行归类识别。轮胎痕迹鉴别的信息有车辆的轴距、轮距、轮胎沟数以及轮胎痕迹的宽度、痕迹花纹及特性等内容。具体鉴别流程方法如图2所示。
半数孩子晒联背联活动未能坚持到底，没有尝试应景即兴对答，没有集中孩子开总结会，没有将所作对联编辑成册，没有将成果集中展示，实验结束后没有推动活动深入。
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指轮胎在地面上做不同运动状态时留下的印迹，一般我们将汽车轮胎在不同的运动状态下产生的痕迹分为：滚印、压印、拖印和侧滑印四大类[4-5]。现对这4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
4 轮胎痕迹的技术分析
根据轮胎痕迹的技术分析，能够找出嫌疑车辆，从而能有效的缩短破案时间，为公安人员提供极大的方便。
4 .1 车辆行驶速度的计算
经过对胎压为85%、90%、95%、105%、110%五组数据的增加，现利用二次多项式拟合曲线图来分析它们的拟合结果，根据拟合曲线图，我们可以看出拟合后的图形基本能满足车辆在不同工作状态下轮胎痕迹宽度的分析，具体见拟合图4所示。
横向花纹的轮胎在硬质路面行时，尘土花纹将在路面上产生，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，轮胎痕迹呈现出弧状，痕迹聚集的方向一般为车辆的逃逸方向；如车速较快时，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。
4 .2 根据制动痕迹判断事故碰撞点
3)根据轮印迹测量车轮的轴距和轮距。
4 .3 追缉逃逸车辆
通常不同车辆其轮胎型号和花纹各尽不同车辆轮胎的磨损情况也不近相同，以及轮胎损失面也不同，可见完全相同的轮胎绝无仅有。因此，事故现场遗留的轮胎痕迹与嫌疑车辆的轮胎痕迹进行比较分析，如果轮胎痕迹的宽度、花纹印迹、磨损情况等与嫌疑车辆的轮胎印迹比对相同，那就可断定该车是肇事逃逸车辆。
4.3.1 车辆类型的判断
1)根据车辆在地面留有痕迹情况确定车轮。如三轮两轮的车辆多为摩托车、人力车或农用机动车等；四轮及以上的多为汽车。
2)根据轮胎印迹推断胎面宽度和花纹形状。
车辆发生碰撞时，在撞击力的作用下，两车都会不同程度的偏离了原来的行驶路线，此过程中痕迹必然产生突变点。正常情况，痕迹突变点变清晰可见。结合车辆受损部位与地面上痕迹的空间位置关系，可以推断出这起交通事故发生的碰撞点。
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、痕迹信息的查询等如图6所示。
1)根据尘土分布走向推断车辆行驶方向
小儿支气管炎大多数继发于上呼吸道感染后,或为一些急性呼吸道传染病的一种临床表现。其主要表现为咳嗽,初为干咳,以后有痰,婴幼儿全身症状较重,常有发热,多见于3岁以下,有湿疹或其他过敏史;有类似哮喘的症状如呼气性呼吸困难,肺部扣诊呈鼓音,听诊双肺满布哮鸣音及少量粗湿啰音。我院门诊对小儿喘息性支气管炎患儿在常规治疗基础上采用普米克令舒联合可必特雾化吸入治疗,取得满意效果,现报告如下。
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，φ 表示车辆纵滑附着系数，k 表示附着修正系数，t 表示制动协调时间，a 表示车辆加速度，s 表示车辆痕迹在路面上的滑移距离，g 重力加速度。
2)转弯处的摩擦痕迹判断行驶方向。
车辆在转弯状态下将产生离心力，如果转速较快，车辆将向外侧倾斜，轮胎产生的痕迹多是平行的斜线。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)制动痕迹判断车辆行驶方向。当肇事车辆在紧急制动时，痕迹花纹随着制动的增大将逐渐变得模糊，印痕逐渐加重，印迹逐渐加重的方向是车辆逃逸远离的方向。当车辆在松软路面制动时，印迹产生凹陷并形成停止痕迹。当车辆急速启动，轮胎下面的沙土产生隆起，形成启动痕迹，该痕迹便是汽车的前进方向。
5 轮胎痕迹宽度分析
5 .1 实验车辆测试
在长安大学汽车性能实验场地分别对测试的两辆车进行实验，以沥青路面和水泥路面做试验场地如图3所示。测试车辆的型号分别为DHW7180B和 BJ2023CHD6，测量它们在不同的气压、车速和负载(空载和满载)下轮胎痕迹宽度。取其后轮痕迹为研究对象。查询国家《轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》标准GB 2978-2008，两种轮胎的标准气压分别为250Kpa和240Kpa，将其作为规定轮胎的标准气压为100%。在对实验胎压的110%、100%和80%的作为试验气压[3,7],测量其数据表如表2和表3所示。
图3 痕迹宽度现场测量图
表2 车辆DHW7180B实验数据
5 .2 拟合不同胎压下轮胎痕迹宽度数据
现对实验和事故轮胎痕迹宽度分析，得出不同的车速
国家标准《工业企业信息化和工业化融合评估规范》(GBT/23020—2013)围绕两化融合核心内涵，规定了工业企业两化融合的评估框架和内容，为本研究奠定了扎实的理论基础[1-3]。如图1所示，两化融合评估框架将评估内容分为两化融合水平与能力的评估和两化融合效能与效益的评估两方面。工业企业在两化融合不断推进的过程中，其两化融合发展水平与能力不断推进，分步推动基础建设、单项应用、综合集成、及协同与创新，同时，工业企业两化融合效能与效益逐步提高，分别体现在企业自身竞争力、经济和社会效益两个方面，评估指标如图2所示。
表3 车辆BJ2023CHD6实验数据
对痕迹宽度的影响因子将不同，具体见表4中车辆处于空载和满载状态下时，给予不同的车速赋予不同的影响因子。
在2006年由世界气象组织主办的山洪预报国际研讨会上，与会人员提出开发一套适合全球应用的山洪预警系统。目前，山洪预警系统（FFG system）正在通过一系列区域性项目在一些国家和地区推广应用。已经实施的项目分布在中美、南非、黑海和中东等地区，一个原型系统已经自2011年在巴基斯坦开始运行。其应用的基础数据是利用美国卫星可获得的卫星降雨估算场、数字高程模型、遥感影像数据和地理信息系统。基于这些数据，可进行小流域基础信息提取和降雨径流分析计算。
中国城市化进程处在高速发展的阶段，我国许多地区正被过度城市化问题困扰，北京、天津只是其中的一员。作为社会主义国家，西方新城建设的方法并不符合中国人多地少、区域发展水平差异大的国情，雄安新区便是我们结合自身实际为解决过度城市化问题的有益探索。本着“先试点，再推广”的原则，雄安新区在选址、建设、职能方面都有许多创新，通过吸引城市部分职能，极大的帮助了缓解城市病。具体来说，一部分就业岗位从北京、天津流入雄安新区，缓解京津地区的基础设施压力，不仅有利于生态环境的改善，还一定程度上缩小了贫富差距，促进了城乡区域的一体化。总而言之，雄安新区的建设为全国各城市做了有益的示范，提供了缓解大城市病的途径示例。
表4 车速对轮胎痕迹宽度的影响系数
师者，父母心。在学生面前，教师必须是天使，是最值得信任的人。我们每做出一项教育行为，首先要想到的是它会落到“人”的身上。你的做法对，就会鼓励人、感动人；像周某一样粗暴，就会激怒人、伤害人。善意之所以可贵，不仅仅在于它容易被人接受，更在于它在终极上能使人与人之间相互信任，促进师生之间的融合。
这一夜，大姐睡沙发，我和妻子睡大床。隔一扇卧室门，我听见客厅里一直有动静。大姐一夜没睡好，我和妻子一样一夜没睡好。
表5 实验车辆痕迹宽度
由于实验测得空载和满载状态下车辆的轮胎痕迹宽度数据有限，作者利用Matlab软件拟合车辆轮胎痕迹宽度数据，增加痕迹宽度的数据量分析，主要方法是应用最小二乘法[8]增加痕迹宽度数据，具体如表6所示。
路上，吴朝晖坐在出租车里，看着车窗外来来往往的人群，想洁净葫芦里卖的什么药也不清楚。他感到悲哀，难道自己的命运就这么被人家攥在手里，随意捏来揉去。洁净要捏我什么呢，吴朝晖猜着答案。
1)根据地面遗留的轮胎痕迹，能够计算[6]出车辆碰撞后速度的。通过根据车辆碰撞地点到车辆停止地点之间的距离，计算车辆碰撞后的瞬时速度，其公式：
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，可用上述计算车辆碰撞前的行驶速度。
表6 不同胎压下的轮胎痕迹宽度数据
图4 拟合曲线图
5 .3 不同状态下轮胎痕迹宽度的数据分析
鉴于车辆轮胎痕迹宽度受载荷和胎压的影响，宽度的测量务必引起一定的误差，为了减小这些误差，作者查阅资料分析，将给与车辆在不同胎压、不同车速和空载满载时对轮胎痕迹宽度的影响[7]因子，具体如表7所示。
表7 车辆在不同状态下对轮胎痕迹宽度的影响因子
作者现利用数据加权平均处理法将对不同胎压下轮胎痕迹宽度数据进行分析计算，分析计算痕迹宽度公式W为：
其中：字母i 代表不同胎压，j 代表不同载荷，公式中的α ij 代表不同状态下的轮胎痕迹数据；β ij 代表不同状态下的影响系数，将表6中的轮胎痕迹宽度数据和表7中的影响因子系数代入痕迹宽度公式G中，即可计算得出车辆轮胎痕迹宽度分别为162.76 mm(车型：DHW7180B)和171.48 mm(BJ2023CHD6 )数值，再根据痕迹宽度求出轮胎规格查找嫌疑车辆。
6 轮胎痕迹系统软件的开发
作者用Visual C++6.0开发本系统软件，数据库采用的是Microsoft的Access，在Windows XP中文版操作系统下来查询某一轮胎规格所有车辆的基本信息，如图5软件开发结构及流程图所示，进而缩小嫌疑车辆范围。
图5 软件开发结构及流程图
6 .1 系统软件实现的功能
4.3.2 判断行驶方向的判断
图6 系统软件实现的功能
6 .2 本软件的技术分析
通过对现场轮胎痕迹的勘测，先计算出轮胎痕迹的宽度，进而确定逃逸车辆轮胎的断面宽度的大致尺寸。其次根据车辆轮胎的特性，分析判断逃逸车辆类型，从而对轮胎规格进一步确定。例如：假设判断逃逸车辆为轿车，根据轿车的轮胎特性，大部分车辆的轮胎为子午线轮胎，轮胎规格的名义断面宽度数字均为“5”，从而确定该范围内轮胎规格名义断面宽度值。最后，将锁定的范围内的断面宽度轮胎数值输入信息管理系统中，进行查询符合该条件的所有车辆。
7 轮胎痕迹花纹的鉴别分析
将符合轮胎规格的嫌疑车辆痕迹与实验数据库中储存的痕迹图像用Matlab软件进行匹配研究，找到相似度较大的几种轮胎痕迹图像，再根据现场遗留下的轮胎痕迹特征分析，最后鉴别嫌疑车辆。
根据上述表格中的影响系数赋值情况，我们能够计算得出实验车辆在空载和满载下的轮胎痕迹宽度，如表5所示。
7 .1 痕迹图像处理
由于车辆在ABS防抱死系统的作用，难以在地面留有清晰的印迹，作者实验采集大量的轮胎花纹图像，建立痕迹图像数据库后，与嫌疑车辆轮胎痕迹图像相匹配。采集后的轮胎痕迹图像要用Matlab进行图像预处理，包括图像的灰度转换、剪裁、光照不均匀图像校正、直方位图像均衡化增强以及图像二值化与分割等效果处理，具体如图7所示。
图7 效果处理图
7 .2 轮胎痕迹图像的鉴别
利用Access 2000版数据库与Matlab软件编写轮胎痕迹花纹匹配系统，根据最大熵的灰度值阈值选取法和痕迹图像黑白点的个数的确定，将查找的嫌疑车辆痕迹花纹图像与数据库痕迹花纹图像进行比较，找出较痕迹图像较相近的车辆轮胎图像，按照匹配最佳结果找出肇事逃逸车辆的信息，匹配界面如图8所示。
假说3c 货币政策发生变化时，货币政策和企业家信心的交互作用对企业效率的影响，在国有企业和非国有企业之间的差异不显著。
图8 轮胎痕迹图像匹配界面
7 .3 痕迹图像鉴别结果
通过对嫌疑车辆痕迹图像与库中的痕迹花纹图像用最大熵值原理与痕迹花纹黑白点个数统计的比较，找出匹配最佳的的几种车辆信息，将它们的轮胎花纹型号、车型号、轮胎规格等信息显示出来，如图9所示。
图9 痕迹图像匹配结果
现再对嫌疑最大的几种车型进行车辆技术配置参数分析、现场轮胎痕迹特性分析、现场油漆光谱特性、玻璃碎片等遗留物证的分析，来锁定嫌疑车辆。
8 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相关信息，方便嫌疑车辆信息的查询，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)本文对轮胎痕迹宽度进行研究。根据对轮胎痕迹宽度的测量、数据拟合分析，从而确定轮胎规格的名义断面
宽度。再基于VC++平台，开发出车辆痕迹信息管理系统软件。根据该软件查询符合该条件的车辆轮胎规格信息，进而来寻找车辆本身的配置参数、轮胎与对应车型的相关信息以及等轮胎痕迹的特征等内容。
《太湖流域管理条例》（以下简称《条例》），是我国首部流域综合性行政法规。《条例》的出台开创了流域立法的先河，标志着我国在流域综合管理立法方面取得了重要进展，对于推进流域综合管理具有重大意义，同时也是太湖流域治水史上具有里程碑意义的一件大事。
4)利用Matlab软件建立轮胎痕迹花纹图像匹配系统，对事故嫌疑车辆轮胎痕迹与数据库轮胎痕迹花纹图像匹配，找出最佳匹配车辆，最后，锁定嫌疑车辆。
参考文献：
[1] 杜晓炎，杜心全，李英娟. 道路交通事故现场处理教程[M]. 北京: 中国人民公安大学出版社, 2005.
[2] 徐毅刚. 道路交通事故处理新论[M]. 济南: 山东人民出版社, 2005.
[3] 周奇智.交通事故现场轮胎痕迹的研究[D]. 西安：长安大学, 2011.
[4] 宋玲华.交通肇事逃逸车辆轮胎印痕研究[J].江苏公安专科学校学报，2001，15(5):132-135.
[5] Moser A, Stcffan H. Automatic optimization of pre-impact parameters using post impositions and rest positions[A]. Infats Proceedings of the 3rd International Forum of Automotive Traffic Safety[C].1998.
[6] 牛学军.道路交通事故现场勘测[M]. 北京：中国人民公安大学，2007：120-126.
[7] 闫松申.道路交通事故现场轮胎痕迹智能鉴别系统的研究[D]. 吉林：吉林大学, 2003.
[8] 周 博，谢东来，张宪海. MATLAB科学计算 [M].北京：机械工业出版社,2010.
Discussing the Identification of Suspected Vehicles by Tire Traces in Traffic Accidents
Zhou Qizhi1, Yang Wei2
(1.Yulin Vocational and Technical College, Yulin 719000, China;2.School of Automobile, Chang'an University, Xi'an 710064, China)
Abstract : In order to solve the frequent occurrence of traffic accidents and escape cases in China, the author studies the tire trace characteristics and trace width data according to the experimental tire traces and the characteristics of tire traces on the accident site, and analyzes and judges the nominal section width of the tire specifications. Apply the Visual C++ program development platform to develop vehicle tire information management software, and query vehicles that meet the tire specifications to reduce the scope of suspected vehicles. Through the experiment, the trace image database is established, and the Matlab software is used to further identify and match the tire trace image to find the best matching result. Finally, it is very important to quickly locate the suspected vehicle and detect the escape case.
Keywords : tire specifications; tire marks; Information of management software; Trace image; Matlab software
收稿日期： 2019-01-23； 修回日期：2019-02-11。
基金项目： 陕西省自然科学基金青年项目(2017JQ6045)
作者简介： 周奇智(1983-)，男，陕西榆林人,硕士,讲师，主要从事汽车主动安全方向的研究。
文章编号： 1671- 4598( 2019) 04- 0179- 05
DOI ： 10.16526/ j.cnki.11-4762/ tp.2019.04.041
中图分类号： TP393
文献标识码： A
标签：轮胎规格论文; 轮胎痕迹论文; 信息管理软件论文; 痕迹图像论文; MATLAB软件论文; 榆林职业技术学院论文; 长安大学汽车学院论文;