In het voorgaande hebben we het ledig voertuiggewicht genomen, waar we de invloed van massa op de afloop van botsingen wilden bekijken.
Theoretisch is dat echter niet juist, om twee redenen.
a. We houden geen rekening met de werkelijke massa van een specifiek voertuigtype op het moment van de botsing, omdat we alleen over het ledig gewicht beschikken volgens het kenteken. De werkelijke massa zal in vrijwel alle gevallen hoger liggen door de aanwezigheid van
inzittenden en bagage.
b. Theoretisch is het massaverschil (of de massaverhouding) van tegen elkaar botsende voertuigen bepalend voor het verschil in afloop, althans in ieder geval voor verschil in verdeling van de totale botssnelheid. Immers, de theorie zegt dat ieder van de betrokken voertuigen dat deel van de totale (vectoriele) botssnelheid te verdragen krijgt, dat overeen- komt met de massa van de tegenpartij gedeeld door de beide voertuig- massa’s samen. Met andere woorden: het maakt veel uit met wat voor tegenpartij de botsing plaats vindt.
De reden waarom toch een effect van massa te zien is als men alleen van de eigen voertuigmassa uitgaat, is dat het effect van de tegenpartij impliciet wordt meegenomen. De tegenpartijen van een gegeven voertuigtype bij elkaar vertegenwoordigen namelijk (mits de steekproef daarvan maar voldoende groot is en ook de verdere omstandigheden vergelijkbaar zijn) een doorsnede van het hele rijdende voertuigpark.
Dat voertuigpark heeft een gemiddelde massa van ruwweg rond 1000 kg en dat moet dus ook het gemiddeld gewicht zijn van tegenpartijen. Daardoor zal een lichter voertuig gemiddeld zwaardere tegenkomen, en omgekeerd zal een zwaarder voertuig gemiddeld lichtere voertuigen tegenkomen. De afloop, die theoretisch aan de massaverhouding is gekoppeld, blijkt zo dus ook door alleen naar de eigen massa te kijken.
Overigens hangt de afloop van een botsing bepaald niet alleen van de massa of massaverhouding af, maar spelen de voertuigstructuren (stijfheden) en geometrische eigenschappen ook een belangrijke rol. Hoewel die structuren doorgaans afhankelijk zijn van de massa’s, zoals in het hoofdstuk 7 over obstakelbotsingen is beredeneerd, zijn er toch ook wel veel locale verschillen in structuur en geometrie. Dit is afhankelijk van waar de voertuigen elkaar raken, waardoor er altijd afwijkingen van het
theoretisch verloop zullen zijn.
Bovendien zijn er inmiddels nieuwe autotypen op de markt gekomen
waarbij de hierboven gesignaleerde relatie tussen massa en stijfheid op een ander niveau ligt dan bij oudere generaties voertuigen. Het gaat hierbij om relatief kleine (maar zware) voertuigen met juist relatief stijve (frontale) structuren. Dergelijke voertuigen blijken goed te scoren bij botsingen, ook bij confrontaties met aanzienlijk zwaardere voertuigen; beter dan we van die oude generaties gewend zijn.
Voordat we dergelijke ontwikkelingen ook via statistisch ongevallen- onderzoek kunnen vaststellen, gaan er vele jaren voorbij; dat is een duidelijke beperking van dit instrument: er kan alleen een duidelijke uitspraak worden gedaan over voertuigtypen die in voldoende mate aanwezig zijn, dus doorgaans wat oudere en populaire typen.
9.1. Massa en massaverschillen
In bovenstaande redenering over de waargenomen invloed van massa, terwijl dat theoretisch niet helemaal juist is, zijn enkele controleerbare uitspraken gedaan. In deze paragraaf zullen we die controle laten zien. We kunnen het voertuiggewicht van de tegenpartij laten zien, omdat dit bij alle botsingen bekend is. In Tabel 9.1 doen we dit per beschouwd autotype in de vorm van het gemiddeld voertuiggewicht van de tegenpartijen, en het minimum en maximum voertuiggewicht daarvan.
Om Tabel 9.1 in omvang te beperken, laten we het gewicht van de tegen- partijen voor dezelfde autotypen zien als in Tabel 8.1, namelijk die met de hoogste en de laagste EV-scores.
Autotype Eigen massa (kg) Massa tegenpartijen (inclusief bestelauto’s; kg) Gemiddelde Minimum Maximum De 6 hoogste EV-scores: Suzuki Alto 622 1078 590 3100 Citroen AX 680 1058 610 2020 VW Polo 803 1056 600 3130 Volvo 340/360 980 1066 610 3020 Toyota Starlet 754 1051 605 3040 Suzuki Swift 741 1010 605 2060 De 5 laagste EV-scores: Mercedes 190-300 1261 1013 605 3120 Opel Omega 1333 1017 572 2420 VW Passat 1149 997 560 2090 Nissan Primera 1158 979 616 2140 BMW-5 1391 976 602 2140
Gemiddelde van alle auto’s in het bestand
1020 1020 395 3460
Tabel 9.1. Gemiddeld eigen ledig gewicht van autotypen met de hoogste en
de laagste EV-scores, en het gemiddelde, het minimum en het maximum ledig gewicht van hun tegenpartijen (botsveiligheidsbestand 1996-1997).
Tabel 9.1 laat zien dat het gemiddelde (ledig) gewicht van de tegenpartijen
bij de getoonde autotypen niet exact hetzelfde is. Dat is niet vreemd omdat de steekproef ondanks de twee ongevalsjaren toch nog aan de lage kant is en omdat verschillende autotypen nu eenmaal niet precies onder dezelfde omstandigheden tegenpartijen tegenkomen.
De spreiding rond het gemiddelde is daardoor ook enigszins verschillend voor verschillende autotypen, hetgeen ook aan de verschillende minimum en maximum gewichten is te zien.
Tabel 9.1 laat ook zien dat lichtere autotypen (de eerste 6) ruwweg iets
zwaardere tegenpartijen ontmoeten dan autotypen van het zwaardere soort (laatste 5 uit Tabel 9.1). Hierdoor vallen de EV-scores, zoals getoond in
Tabel 8.1 van het vorige hoofdstuk, voor de lichte auto’s wat ongunstiger en
voor de zware auto’s wat gunstiger uit dan bij een volstrekt gelijk gemiddelde massa van de tegenpartij.
Ten slotte laat de Tabel 9.1 zien dat het gemiddelde van het ledig gewicht van alle in het bestand opgenomen autotypen (inclusief bestelauto’s) 1020 kg is, waarbij als minimum één zeer licht voertuig staat (een Reliant Robin) en als maximum één zeer zwaar voertuig (een IVECO-bestelauto).
9.1.1. Massaverhouding
Omdat we over de massa’s van beide bij een ongeval betrokken voertuigen beschikken, kunnen we nagaan wat de invloed van het massaverschil is ten opzichte van alleen de ‘eigen’ voertuigmassa.
Om praktische en inhoudelijke redenen is de verhouding of ratio tussen massa’s een beter criterium dan het verschil tussen massa’s. Rekenkundig gezien, wordt hierdoor namelijk het werken met negatieve getallen
vermeden en is er het voordeel dat er met factoren gewerkt kan worden. Inhoudelijk gezien sluit de massaverhouding beter aan bij de theorie van de botsmechanica, zoals die in het begin van dit hoofdstuk kort is toegelicht. Als illustratie daarvan moge gelden dat een absoluut verschil van
bijvoorbeeld 300 kg tussen zware voertuigen veel minder betekenis voor de botsveiligheid heeft dan eenzelfde verschil tussen lichtere voertuigen. In een verhoudingsgetal komt dat relatieve aspect juist goed tot uiting. Massaverhouding of -ratio wordt in deze beschouwing, gezien de grootte van het bestand en de massaverdeling, ingedeeld in negen, evenredig gespreide klassen. Deze klasse-indeling is gecentreerd rondom de klasse 0,9-1,1 waarbij beide voertuigen min of meer dezelfde massa hebben. Er zijn 18.102 voertuigen in het analysebestand, die afkomstig zijn van 9.051 tweezijdige ongevallen (dit zijn alle voertuigen minus de voertuigen die zijn betrokken bij obstakelbotsingen). Men zou derhalve 9.051 ratio’s verwachten, één per ongeval. Omdat we met een voertuiggerichte analyse bezig zijn, wordt in de volgende beschouwing echter aan ieder voertuig een eigen ratio toegedacht, door elk voertuig tweemaal te benutten: eenmaal als eerste en eenmaal als tweede voertuig.
Zo is bijvoorbeeld van een ongeval met voertuig A van 1000 kg en voertuig B van 1500 kg de ratio in het eerste geval A/B of 1000/1500 = 0,67 en in het twee geval B/A of 1,5 (het omgekeerde dus). In het eerste geval wordt aan de ratio de afloop van bestuurder A gekoppeld en is B de tegenpartij; in het tweede geval wordt de afloop van bestuurder B gekoppeld en is A de tegenpartij.
Op deze wijze is van ieder van de 18.201 voertuigen en hun bestuurders, alsmede van hun tegenpartijen, in één slag een beoordeling te maken van de relatie tussen ratio en afloop.
In Tabel 9.2 laten we de verdeling van de voertuigen over de klassen van massaratio zien. Het totale bereik van de massaratio loopt van ongeveer 0,2 tot 5,0 waarbij de lage ratio’s alleen voorkomen bij hele lichte
voertuigen en de hoge bij hele zware voertuigen.
Het gemiddelde van de massaratio voor alle auto’s in het analysebestand ligt op 1,07 met een standaarddeviatie van 0,41. Dat betekent dat de 5- en 95-percentielwaarden van de ratio liggen op respectievelijk 0,4 en 1,7.
0 5 10 15 20 25 < 0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-0,9 0,9-1,1 1,1-1,3 1,3-1,5 1,5-1,7 > 1,7 Massaratio-categorie
% Ernstig gewonde bestuurders
Massaverhouding Aantal Percentage
< 0,6 1735 9,6 0,6-0,7 1355 7,5 0,7-0,8 2099 11,6 0,8-0,9 1867 10,3 0,9-1,1 3990 22 1,1-1,3 3483 19,2 1,3-1,5 1598 8,8 1,5-1,7 955 5,3 >1,7 1020 5,6 Totaal 18102 100%
Tabel 9.2. De verdeling van voertuigen over de verschillende klassen in
massaverhouding tussen de eigen massa en die van de tegenpartij (botsveiligheidsbestand 1996-1997).
In Afbeelding 9.1 wordt eerst het verband tussen de letselernst van de bestuurders en de massaratio getoond; in Afbeelding 9.2 de relatie tussen letselernst en de massa van het eigen voertuig. In deze twee afbeeldingen zijn, evenals in Tabel 9.2, alle ongevallen tussen twee voertuigen
opgenomen.
Afbeelding 9.1. Aandeel ernstig gewonde bestuurders betrokken bij
botsingen met twee voertuigen, afhankelijk van de massaverhouding (botsveiligheidsbestand 1996-1997).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 < 700 700-800 800-900 900-1000 1000-1100 1100-1500 1500-2000 > 2000 Massacategorie (kg)
% Ernstig gewonde bestuurders
Afbeelding 9.2. Aandeel ernstig gewonde bestuurders betrokken bij
botsingen met twee voertuigen, afhankelijk van de massa van het eigen voertuig (botsveiligheidsbestand 1996-1997).
De Afbeeldingen 9 en 10 ogen min of meer gelijk: een sterk afnemend aandeel ernstig gewonde bestuurders (van circa 20% tot bijna 0%) bij toenemende massaratio, respectievelijk toenemende eigen voertuigmassa. Dat komt omdat er, zoals in § 9.1 is toegelicht, een verband bestaat tussen massaratio en massa (lage ratio’s komen veel vaker voor bij lichte
voertuigen en hoge ratio’s komen veel vaker voor bij zware voertuigen). Echter, hoewel de verticale assen van de beide grafieken identiek zijn, vertegenwoordigen de punten op de twee grafieken niet dezelfde groepen voertuigen en bestuurders. In de Afbeelding 9.1 vertegenwoordigt de laagste categorie van de ratio (< 0,6) niet alleen auto’s met een lage massa (zoals in Afbeelding 9.2 bij de laagste waarde van de massa), maar ook zwaardere auto’s die een nog aanzienlijk zwaardere tegenpartij hebben gehad. Een auto van 600 kg met een tegenpartij van 1050 kg levert
bijvoorbeeld dezelfde laagste massaratio als een voertuig van 2000 kg met een tegenpartij van 3500 kg.
Afbeelding 9.1 toont dat bij alle botsingen tussen voertuigen van ongeveer
gelijke massa (de ratio is daar 0,9 - 1,1) het aandeel ernstig gewonde bestuurders ongeveer 10 % is. Afbeelding 9.2 toont dat bij deze 10% ernstig gewonde bestuurders een gemiddelde eigen massa hoort van 950 kg (de categorie 900 kg - 1000 kg).
9.1.2. Worden massaverschillen steeds groter?
In hoofdstuk 3 spraken we over de mogelijkheid dat de massaverschillen tussen voertuigen toenemen omdat alle nieuwe voertuigen in massa toenemen. Omdat er ook oudere voertuigen blijven bestaan kan het zijn dat het effect per saldo niet neutraal is.
We kijken hiertoe naar de ontwikkeling van massaratio binnen het botsveiligheidsbestand door deze ratio aan het jaar van afgifte van het kentekenbewijs te relateren (Tabel 9.3).
Jaar van afgifte kentekenbewijs
Massaverhouding
Gemiddelde Minimum Maximum Stand. deviatie
Tot 1985 0,93 0,22 3,3 0,33
1985-1990 1 0,2 4,8 0,36
1990-1995 1,16 0,24 5 0,44
1995-1997 1,21 0,2 5 0,46
Gemiddeld 1,07 0,2 5 0,41
Tabel 9.3. Ontwikkeling van de massaverhouding in de tijd, uitgedrukt als
het jaar van afgifte van het kentekenbewijs (botsveiligheidsbestand 1996- 1997).
Er is een duidelijk verloop van de gemiddelde massaratio waarneembaar van ruim 0,9 bij (botsingen van) voertuigen uit de vroegste jaren, tot meer dan 1,2 bij de jongere voertuigen.
Het minimum van de massa ratio verloopt niet of nauwelijks (blijft circa 0,2) maar het maximum is wel opgelopen (van circa 3,3 naar 5,0).
In feite is dit hetzelfde verloop als dat van de (toenemende) gemiddelde eigen massa, zoals dat al in hoofdstuk 3 is getoond (Afbeelding 3.2). Voor voertuigen in de laagste massacategorie betekent dit dat hun kans op een ontmoeting (botsing) met een zwaarder voertuig in de loop der tijd toeneemt. Dit is vooral een probleem voor oudere voertuigen in de laagste massacategorie, omdat van nieuwere voertuigen in deze categorie mag worden aangenomen dat zij over betere botseigenschappen beschikken dan oudere. We kunnen dit specifieke probleem niet analyseren omdat we niet over gekoppelde ongevallengegevens beschikken van vroegere jaren. Het verschijnsel pleit er in eerste instantie voor dat de reeks van twee jaren (1996 en 1997) waarover we thans beschikken, wordt uitgebreid met vroegere jaren. Praktisch gezien is dit echter een probleem, omdat mag worden aangenomen dat van veel voertuigen van eerdere ongevalsjaren de gegevens in het kentekenbestand ontbreken (door sloop of anderszins). Daarom is het alternatief dat de bestaande reeks gekoppelde gegevens blijvend wordt aangevuld met ongevallen- en voertuiggegevens van recentere jaren. Zo kunnen na verloop van tijd ook nadere botsveiligheids- analyses worden uitgevoerd, die gericht zijn op veranderingen in massa en massaverhouding.
9.2. Massa en voertuiglengte
Bij de traditionele bouwwijze van auto’s hangen veel voertuigeigen- schappen met elkaar samen; dit is veelal een kwestie van de hoeveelheid materiaal. Daardoor heeft een kleine auto een kleine massa en ook een kleine lengte, wielbasis, breedte enzovoort. De sterkte-eigenschappen, waaronder constructiestijfheid van de auto als geheel en van specifieke delen in het bijzonder, vertonen ook een directe relatie met massa. Dat hebben we al expliciet aan de orde gehad bij hoofdstuk 7, waar het gaat om de botsveiligheid bij obstakelbotsingen: hoe zwaarder een voertuig, hoe stijver de (frontale) constructie om te kunnen blijven voldoen aan dezelfde botsveiligheidscriteria.
Deze redenering gaat uit van een traditionele bouwwijze, waarbij het gebruikte traditionele materiaal (staalconstructies) een bepaalde energie- opnamecapaciteit heeft. Daarbij moet bij zwaardere voertuigen ook de lengte van de (kreukel)constructie navenant toenemen om de grotere hoeveelheid botsenergie te kunnen absorberen. De lengte van de voorzijde moet toch al toenemen om een doorgaans grotere motor te huisvesten en omdat er nu eenmaal bepaalde verhoudingen van afmetingen worden gehanteerd bij het ontwerp van een voertuig.
Omdat de traditionele bouwwijze langzaam maar zeker verandert door gebruik van nieuwe, vooral lichtere materialen met een hoog energie- absorberend vermogen, verandert ook het verband tussen afmetingen en gewicht enigszins: er komt meer spreiding. Dat wordt nog in de hand gewerkt door het bestaan van bepaalde typen bijzondere voertuigen, zoals terreinvoertuigen en bestelauto’s, waarbij een stijvere constructie gewenst is zonder dat lengte drastisch toeneemt.
Samenvattend kan worden gesteld dat er van oudsher een bijna directe relatie is tussen gewicht en lengte van een voertuig. Deze relatie wordt weliswaar steeds minder sterk, maar is nog zo sterk aanwezig dat er bij analyses gericht op de afloop van botsingen nagenoeg geen verschil kan worden gevonden tussen de invloedsgrootten van massa en van lengte. Deze materie heeft onderzoekers wel beziggehouden, zodat er al diverse publicaties zijn verschenen van onderzoek gericht op het verschil in invloed van massa en lengte. Deze literatuur lijkt erop te wijzen dat er binnen de gevonden relatie massa-letselernst nog een zekere extra invloed van lengte valt te onderscheiden.
Of er nu wel of geen verschil wordt gevonden bij dergelijke analyses, het blijft een natuurkundig feit dat massa het primair werkende mechanisme is (of beter massaverschil, zoals we in § 9.1 hebben gezien).
Lengte komt in feite helemaal niet als primaire invloedsfactor voor, omdat behalve massa, de sterkte/stijfheid van de (lokale) constructie de
onderlinge verdeling van krachten en vertragingen tijdens het botsverloop bepalen; het gaat om de hoeveelheid kreukelbaar materiaal en de mate van energieabsorptie.
Wanneer we de gedachte bepalen bij frontale botsingen, dan geldt het volgende: de lengte van de betreffende constructie is dan een soort begrenzende factor. Als er geen (kreukel)lengte meer is (bottom-out), dan levert dit direct gevaar op voor het compartiment. Deze moet dan wel heel stijf zijn om de rest van de botsing te kunnen doorstaan.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 < 230 235 242 247 252 260 270 > 280 Wielbasis (cm) Percentage bestuurders Ernstig Niet gewond
Om de bespreking van lengte versus massa af te ronden met een analyse, gebruiken we in Afbeelding 9.3 een beschikbare variabele uit het RDW- bestand: de wielbasis. De wielbasis wordt verondersteld min of meer evenredig toe te nemen met de totale lengte van een voertuig.
Afbeelding 9.3. Verband tussen de letselernst van bestuurders en de
wielbasis van hun voertuig (botsveiligheidsbestand 1996-1997).
Het verband tussen wielbasis en letselernst van bestuurders (Afbeelding
9.3) lijkt goed op dat van de al eerder getoonde verbanden tussen massa-
verhouding (Afbeelding 9.1), respectievelijk massa (Afbeelding 9.2), en de letselernst van de bestuurders.
Voor een betere en gerichtere analyse van de invloed van voertuiglengte op de afloop van botsingen, dienen echter eerst lengtegegevens van voertuigen aan het gekoppelde bestand te worden toegevoegd. Zoals eerder in dit rapport is opgemerkt voor het introductiejaar van bepaalde automodellen (§ 3.2), vraagt dit een handmatige bewerking. Hierbij worden voertuigmaten (zoals lengte) per voertuigtype uit handboeken gehaald en toegevoegd aan het analysebestand.