Insassenmerkmale und Verletzungsschwere

Abstract

Die Sicherheitsbewertung von Kraftfahrzeugen basiert auf standardisierten Crashtests, die typische Unfallszenarien simulieren, um die Einhaltung von Grenzwerten für Insassenbelastungen zu überprüfen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass Fahrzeuge speziell auf diese Tests optimiert werden und bei realen Unfällen schlechter abschneiden. Aktuell wird diskutiert, dass Frauen und andere Personengruppen in der Fahrzeugsicherheitsforschung unzureichend berücksichtigt werden. Crashtests verwenden überwiegend Dummys, die einem durchschnittlich großen Mann entsprechen, während Dummys, die Frauen oder andere Körperkonstitutionen repräsentieren, selten zum Einsatz kommen. Dabei spielen körperliche Unterschiede, wie beispielsweise die häufigere Osteoporose bei Frauen, eine wesentliche Rolle für das Verletzungsrisiko. Frühere Studien zu diesem Thema differenzierten oft nicht ausreichend nach Fahrzeugtyp, Sitzposition oder weiteren Insassenmerkmalen wie Größe, Gewicht und Vorerkrankungen. Unterschiedliche Testmethoden in Europa und den USA erschweren zudem internationale Vergleiche. Ziel dieses Projekts ist es, auf Basis aktueller Unfalldaten den Einfluss individueller Insassenmerkmale auf das Verletzungsrisiko zu analysieren und daraus Empfehlungen für zukünftige Sicherheitsanforderungen abzuleiten. In einem ersten Schritt wurde eine deskriptive Analyse der GIDAS Unfalldaten der Jahre 2000 bis 2019 mit Fahrzeugen durchgeführt, die der UN-Regelung 94 Revision 1 entsprachen. Hier zeigen sich geschlechtsspezifische Unterschiede in der Verletzungsschwere, wobei Frauen häufiger leicht oder mäßig schwer verletzt werden. Diese Unterschiede lassen sich nicht durch Variationen im Unfallgeschehen (z. B. Delta-v, Airbag-Auslösung) erklären. Relevante Einflussfaktoren könnten jedoch die Fahrzeugklasse bzw. das Fahrzeuggewicht sowie der Körperbau (Größe, Gewicht) sein, welche in der Inferenzanalyse kontrolliert werden. Bei der univariaten Analyse zeigt sich, dass bei Frontalkollisionen verschiedene Faktoren die Wahrscheinlichkeit mindestens mäßig schwerer Verletzungen (MAIS 2+) beeinflussen: Hier haben Frauen, ältere Personen, Personen mit höherem BMI und geringerer Körpergröße ein signifikant höheres Risiko. Aber auch kollisionsbezogene Faktoren wie eine höhere Geschwindigkeitsänderung (Delta-v), stärkere Fahrzeugdeformation, ein Nutzfahrzeug oder ein Objekt als Unfallgegner erhöhen die Verletzungswahrscheinlichkeit. Ein höheres Fahrzeuggewicht und ein neueres Baujahr senken hingegen das Risiko. Beifahrer und Rücksitzpassagiere sind stärker gefährdet als Fahrer. Für mindestens schwere Verletzungen (MAIS 3+) ist das Geschlecht kein signifikanter Faktor mehr, ein höheres Alter hingegen erhöht das Risiko signifikant. Die Effekte von Delta-v, Fahrzeugdeformation, Unfallgegner und Kollisionskompatibilität bleiben auch hier signifikant und nur Beifahrer haben ein signifikant höheres Risiko im Vergleich zu Fahrern. Hinsichtlich der verletzten Körperregionen hat nur das Alter einen signifikanten Einfluss auf das MAIS 2+ Thorax-, Arm- und Beinverletzungsrisiko. Der BMI hat einen signifikanten Einfluss auf das MAIS 2+ Kopf- und Armverletzungsrisiko (höherer BMI ist mit höheren Verletzungsrisiken verbunden), und die Körpergröße hat einen signifikanten Einfluss auf das MAIS 2+ Arm- und Beinverletzungsrisiko (geringere Körpergröße ist mit höherem Verletzungsrisiko verbunden). Die hierauf basierende multivariate Analyse für den Frontalaufprall zeigt, dass weibliches Geschlecht, höheres Alter, höheres Delta-v, inkompatible Frontalkollision, ein Nutzfahrzeug als Unfallgegner sowie das Sitzen auf dem Beifahrersitz mit einer signifikanten Erhöhung der Wahrscheinlichkeit einhergehen, MAIS 2+-Verletzungen zu erleiden. Für MAIS 3+-Verletzungen hingegen zeigten sich das Geschlecht und die Sitzposition nicht mehr als signifikant. Auf dem Beifahrersitz hat das weibliche Geschlecht einen stark signifikanten Einfluss (OR 2,01) auf MAIS 2+, während für MAIS 3+-Verletzungen auf dem Beifahrersitz das Geschlecht (trotz ähnlichem OR wie bei MAIS 2+) nicht signifikant ist. Einen Einfluss auf die Verletzungswahrscheinlichkeit (MAIS 2+) der Körperregionen bei einem Frontalaufprall haben unter anderem Delta-v (auf alle Körperregionen), ein Objekt als Unfallgegner (auf alle Körperregionen außer Kopf und Becken), das Alter (auf Thoraxverletzungen), die Sitzposition auf dem Beifahrersitz (auf die oberen Extremitäten) sowie das Körpergewicht (auf die Beine). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Aufprallschwere (Delta-v) und das Alter durchgehend die wichtigsten Einflussfaktoren für schwere Verletzungen darstellen. Das Geschlecht ist nur in bestimmten Szenarien ein signifikanter Faktor, insbesondere auf der Beifahrerposition und bei leichteren Verletzungen (MAIS 2+). Der Sitzplatz, der Unfallgegner (z. B. Objekt oder Nutzfahrzeug) sowie Fahrzeugparameter wie das Gewicht spielen kontextabhängig ebenfalls eine Rolle. Basierend auf den Analyseergebnissen lassen sich für zukünftige Sicherheitstests einige Verbesserungen empfehlen, um den Schutz aller Fahrzeuginsassen weiter zu optimieren. Einerseits sollte der Schutz älterer Insassen verbessert werden, da diese besonders verletzungsgefährdet sind, vor allem im Brustkorbbereich. Hier empfiehlt sich der Einsatz von THOR-Dummys sowie die Einführung eines zusätzlichen Crashtests mit niedrigerer Geschwindigkeit, der jedoch höhere Anforderungen an die Rückhaltesysteme stellt. Außerdem gilt es, den Schutz auf dem Beifahrersitz zu erhöhen, da Frauen dort bei Frontalcrashs häufiger schwere Verletzungen erleiden. Daher sollte beim Euro NCAP Test mit voller Überdeckung obligatorisch ein Dummy auch auf dem Beifahrersitz platziert werden. Ferner ist eine Verbesserung des Schutzes kleiner Menschen und Frauen notwendig, da der aktuelle 5. Perzentil-Dummy in einer nicht repräsentativen Sitzposition, sehr weit vorne, getestet wird. Es wird empfohlen, die Sitzposition dieses Dummys auf eine realistischere mittlere oder hintere Einstellung anzupassen, um die Rückhaltesysteme unter praxisnäheren Bedingungen zu bewerten. Datei-Upload durch TIB The safety assessment of motor vehicles is based on standardised crash tests that simulate typical accident scenarios in order to verify compliance with limit values for occupant loads. However, it is possible that vehicles are specifically optimised for these tests and perform worse in real accidents. There is currently a debate about whether women and other groups are adequately represented in vehicle safety research. Crash tests mainly use dummies that correspond to an average-sized male, while dummies representing women or other body types are rarely used. Physical differences, such as the higher incidence of osteoporosis in women, play a significant role in the risk of injury. Previous studies on this topic often did not differentiate sufficiently between vehicle type, seat position or other passenger characteristics such as height, weight and pre-existing conditions. Different test methods in Europe and the USA also make international comparisons difficult. The aim of this project is to analyse the influence of individual passenger characteristics on the risk of injury based on current accident data and to derive recommendations for future safety requirements. In a first step, a descriptive analysis of GIDAS accident data from 2000 to 2019 was carried out for vehicles that complied with UN Regulation 94 Revision 1. This revealed gender-specific differences in the severity of injuries, with women more frequently suffering minor or moderate injuries. These differences cannot be explained by variations in accident circumstances (e.g. delta-v, airbag deployment). However, relevant influencing factors could be the vehicle class or vehicle weight and body type (height, weight), which are controlled for in the inference analysis. The univariate analysis shows that various factors influence the probability of at least moderate injuries (MAIS 2+) in head-on collisions: women, older people, people with a higher BMI and shorter stature have a significantly higher risk. However, collision-related factors such as a higher speed change (delta-v), greater vehicle deformation, a commercial vehicle or an object as the other party involved in the accident also increase the probability of injury. On the other hand, a higher vehicle weight and a newer model year reduce the risk. Front seat passengers and rear seat passengers are more at risk than drivers. Gender is no longer a significant factor for at least serious injuries (MAIS 3+), but older age significantly increases the risk. The effects of delta-v, vehicle deformation, other vehicles involved in the accident and collision compatibility remain significant here too, and only front seat passengers have a significantly higher risk compared to drivers. In terms of the body regions injured, only age has a significant influence on the MAIS 2+ risk of chest, arm and leg injuries. BMI has a significant influence on the MAIS 2+ head and arm injury risk (higher BMI is associated with higher injury risks), and body size has a significant influence on the MAIS 2+ arm and leg injury risk (lower body size is associated with higher injury risks). The multivariate analysis for frontal collisions based on this data shows that female gender, older age, higher delta v, incompatible frontal collisions, a commercial vehicle as the other vehicle involved in the accident, and sitting in the front passenger seat are associated with a significant increase in the probability of sustaining MAIS 2+ injuries. For MAIS 3+ injuries, however, gender and seating position were no longer significant. In the front passenger seat, female gender has a highly significant influence (OR 2.01) on MAIS 2+, while for MAIS 3+ injuries in the front passenger seat, gender is not significant (despite a similar OR to MAIS 2+). Factors that influence the probability of MAIS 2+ injury to body regions in a head-on collision include delta-v (to all body regions), a collision with an object (to all body regions except the head and pelvis), age (to chest injuries), the seating position in the front passenger seat (to the upper extremities) and body weight (to the legs). In summary, it can be said that the severity of the impact (delta-v) and age are consistently the most important factors influencing serious injuries. Gender is only a significant factor in certain scenarios, particularly in the passenger seat and in the case of moderate injuries (MAIS 2+). The seating position, a collision with an object or commercial vehicle and vehicle parameters such as weight also play a role depending on the context. Based on the analysis results, a number of improvements can be recommended for future safety tests in order to further optimise the protection of all vehicle occupants. On the one hand, protection for older occupants should be improved, as they are particularly vulnerable to injury, especially in the chest area. The use of THOR dummies and the introduction of an additional crash test at lower speeds, which places higher demands on restraint systems, are recommended here. In addition, protection on the front passenger seat needs to be improved, as women are more likely to suffer serious injuries there in frontal crashes. Therefore, a dummy should also be placed on the front passenger seat in the Euro NCAP test with full overlap. Furthermore, protection for small people and women needs to be improved, as the current 5th percentile dummy is tested in a non-representative seating position, quite far forward. It is recommended that the seating position of this dummy be adjusted to a more realistic middle or rear position in order to evaluate the restraint systems under more realistic conditions.