Analysis of standing electric scooter accidents with vehicles using different human body models and the influence of using a helmet on them

Abstract

Debido al crecimiento de la movilidad urbana por diversos factores, se ha producido un aumento en el uso de los patinetes eléctricos de pie para desplazarse por las grandes ciudades y, por tanto, en el número de lesiones causadas por éstos. Para ello, se realizarán varias simulaciones de colisiones contra la puerta lateral trasera de un vehículo parado. Todo ello, junto con un modelo de scooter obtenido mediante ingeniería inversa, nos permitirá utilizar el software de simulación por elementos finitos LS-Dyna para obtener los datos necesarios para realizar un análisis y compararlos. Para realizar el análisis se observará la cinemática, las aceleraciones resultantes y las velocidades angulares máximas. Existe una diferencia significativa entre la cinemática de ambos modelos de cuerpo humano. En el modelo Dummy Hybrid III, el impacto y el rebote se produjeron en posición vertical, mientras que en el modelo THUMS, el impacto se produjo en posición vertical mientras que, en la fase de rebote, el plano coronal giró sobre un eje paralelo al eje longitudinal del vehículo. Los datos obtenidos de las aceleraciones dan una indicación de que representa un bajo riesgo relacionado con las lesiones en la cabeza. Los resultados son muy similares entre los dos modelos de cuerpo humano, y el uso del casco en las simulaciones ha podido reducir estos valores. Los datos obtenidos relacionados con las velocidades angulares son diferentes en función del modelo de cuerpo humano utilizado. El uso del casco también ha conseguido reducir estos valores. Con los resultados obtenidos en este estudio se pueden obtener nuevos medios para evaluar correctamente las lesiones craneales y cerebrales, utilizando el modelo de cuerpo humano que más se asemeje a la realidad, junto con una campaña de concienciación del uso del casco integral en los patinetes eléctricos de pie para reducir los riesgos de lesiones craneales y cerebrales.

Due to the growth of urban mobility due to various factors, there has been an increase in the use of standing electric scooters to move around large cities and, therefore, in the number of injuries caused by these. For this purpose, several simulations of collisions against the rear side door of a stationary vehicle will be performed. All this, together with a scooter model obtained by reverse engineering, will allow us to use LS-Dyna finite element simulation software to obtain the necessary data to perform an analysis and com- pare them. The kinematics, resulting accelerations and maximum angular velocities will be observed to perform the analysis. There is a significant difference between the kinematics of both human body models. In the Dummy Hybrid III model, impact and rebound occurred in an upright position, whereas with the THUMS model, impact occurred in an upright position while in the rebound stage, the coronal plane rotated on an axis parallel to the longitudinal axis of the vehicle. Data obtained from accelerations give an indication that it represents a low risk related to head injuries. The results are very similar between the two human body models, and the use of the helmet in the simulations has been able to reduce these values. The data obtained related to angular velocities are different depending on the human body model used. The use of helmets has also been able to reduce these values. With the findings obtained from this study new means can be obtained to assess correctly head and brain injuries, using the human body model that most closely resembles reality, together with an awareness campaign of the use of full-face helmets in standing electric scooters to reduce the risks of head and brain injury.