Op de Europese wegen neemt de spreiding in automassa toe, evenals de gemiddelde automassa. Dit heeft consequenties voor de verkeersveiligheid. Bestuurders in lichte auto's hebben een hoger letsel- en overlijdensrisico. Dat wil zeggen dat zij een hoger risico lopen om gewond te raken of te overlijden wanneer zij betrokken zijn bij een botsing met een zwaarder voertuig. Uit onderzoeksliteratuur is bekend dat uiteenlopende automassa niet alleen slecht is voor de veiligheid van individuele bestuurders in lichte auto's, maar ook voor de totale verkeersveiligheid. Een grotere massaspreiding leidt tot meer slachtoffers. Het doel van dit onderzoek is om deze invloed van automassa op het letselrisico en het overlijdensrisico bij botsingen tussen twee personenauto's kwantitatief te bepalen. Hierdoor is het mogelijk om de effecten te bepalen van:
- verschillende automassa's op het letsel- en overlijdensrisico's van individuele bestuurders;
- toenemende spreiding in automassa op de totale verkeersveiligheid;
- het gebruik van gemiddeld lichtere auto’s door vrouwen, jongeren en ouderen op hun letsel- en overlijdensrisico.
Vrijwel alle analyses in dit rapport zijn uitgevoerd op ongevallengegevens uit BRON. Deze zijn sinds 2001 voorzien van voertuiggegevens zoals de massa van betrokken auto's. In dit onderzoek worden alleen botsingen tussen twee personenauto's geanalyseerd.
Relatie tussen letselrisico en massaverschil
Het letselrisico is gedefinieerd als het risico dat een bestuurder loopt om gewond te raken, wanneer hij of zij betrokken is bij een ongeval. Het letselrisico kan bepaald worden door het aantal keer (de frequentie) dat een bestuurder letsel heeft (fletsel) te delen door het aantal keer dat er een bestuurder betrokken is bij een ongeval (fongeval).
Volgens de botsingsfysica is alleen de verhouding tussen beide automassa's van invloed op het letselrisico en de letselernst, en niet de grootte van de massa’s zelf. Daarom is dit rapport voornamelijk gericht op de invloed van de relatieve verschillen in automassa's: het verschil in automassa van de twee botsende auto's gedeeld door de som van deze massa's.
De invloed van de verschillen in automassa op het letselrisico en de letselernst in botsingen tussen twee personenauto's is kwantitatief bepaald. Dit is gedaan door het letselrisico als functie van het relatief massaverschil te bepalen voor drie maten van letselernst: dodelijke afloop, ziekenhuisopname en lichtgewond. Deze functies blijken exponentieel van vorm te zijn voor de drie maten van letselernst. De risico's op ziekenhuisopname en op licht letsel hangen minder sterk van het relatief massaverschil af dan het overlijdensrisico.
Wat deze resultaten betekenen voor individuele automobilisten illustreren de volgende twee voorbeelden. Een bestuurder van een lichte auto van circa 800 kg die tegen een auto met een gemiddelde massa botst loopt een tweemaal zo groot risico om te overlijden als een bestuurder van een auto met gemiddelde massa (1.079 kg), die tegen dezelfde auto botst. Hiertegenover staat het risico dat de lichte auto de bestuurder van de tegenpartij doodrijdt; dat is slechts de helft van het gemiddelde risico. Voor een bestuurder van een zeer zware auto van circa 2.100 kg zijn deze risico's respectievelijk een vijfde van en vijfmaal het risico van een bestuurder van een auto met een gemiddelde massa. De verschillen in risico's op ziekenhuisopname of licht letsel zijn een stuk kleiner, omdat deze risico's minder sterk van het relatief massaverschil afhangen.
Overigens wordt hier de invloed van het relatief massaverschil op het letselrisico enigszins overschat. Dit is omdat zwaardere auto’s niet alleen gunstiger voor de eigen bestuurder zijn dan lichtere auto’s vanwege hun massa, maar ook omdat ze gemiddeld genomen meer veiligheidsvoorzieningen hebben die letsel voorkomen of beperken (bijvoorbeeld gordelspanners of zijairbags). Het blijkt dat deze secundaire-veiligheidscomponenten die samenhangen met de automassa minder dan een tiende deel verklaren van het effect van het relatief massaverschil op het overlijdensrisico. Voor het risico op ziekenhuisopname en op licht letsel zijn deze aandelen wat groter, respectievelijk een vijfde en een vierde.
Effect op totale verkeersveiligheid
Wanneer alle personenauto's een gelijke massa zouden hebben, zou er een kwart minder doden onder bestuurders vallen in ongevallen tussen twee personenauto's. In 2006 zouden er dan 10 verkeersdoden minder zijn gevallen onder autobestuurders. Daarnaast zouden er ook minder doden vallen onder autopassagiers.
De gemiddelde massa van het personenautopark neemt toe met 15 kg per jaar sinds 1999. Ook de spreiding in massa neemt ieder jaar toe. De relatieve spreiding in massa (= massaspreiding/gemiddelde massa) is lineair toegenomen met ongeveer 0,15% per jaar tot circa 25% in 2006. Dat wil zeggen, dat een willekeurige auto gemiddeld 25% in massa verschilt van de gemiddelde automassa. Wanneer deze toename zich zou voortzetten, dan is de verwachting dat er in 2010 onder autobestuurders één extra dode valt te betreuren en vijf extra ziekenhuisopnamen. In 2020 zouden dat dan drie extra doden zijn en 21 extra ziekenhuisopnamen. Dit is berekend ten opzichte van de onveiligheid in 2006. Er is geen rekening gehouden met veranderingen in de algehele veiligheid in 2010 en 2020.
Effect op veiligheid van specifieke groepen
Vrouwen, jongeren (18-24 jaar) en ouderen (65+) rijden in lichtere auto's dan gemiddeld (respectievelijk 70, 82 en 53 kg minder dan gemiddeld). Daarnaast blijkt uit de ongevallenregistratie het volgende:
- Vrouwelijke bestuurders hebben een hoger risico op ziekenhuisopname en licht letsel dan mannelijke bestuurders (52% en 67% hoger), maar hebben, hoewel zij in lichtere auto's rijden, een lager overlijdensrisico (-24%) wanneer zij bij een ongeval tussen twee personenauto's betrokken zijn.
- Oudere bestuurders hebben vaker en ernstiger letsel dan gemiddeld in een ongeval tussen twee personenauto's. Daardoor hebben zij een verhoogd risico op ziekenhuisopname en overlijden (48% en 196% hoger dan gemiddeld) en een iets verlaagd risico op licht letsel (-14%).
- Jongere bestuurders hebben relatief vaak letsel, doordat zij relatief vaak betrokken zijn bij een ongeval tussen twee personenauto's. Zij hebben echter een gemiddeld risico op ziekenhuisopname en licht letsel en zelfs een lager overlijdensrisico dan gemiddeld (-31%), ondanks het feit dat zij in lichtere auto's rijden.
Het relatief hoge letselrisico voor vrouwelijke bestuurders, het hoge letsel- en overlijdensrisico voor oudere bestuurders en het lage overlijdensrisico voor jongere bestuurders blijken slechts gedeeltelijk verklaard te kunnen worden door hun voorkeur voor lichtere auto’s.
Oudere bestuurders hebben een (nog) hoger, en jongere bestuurders een lager risico op overlijden of ziekenhuisopname dan op basis van de verschillen in automassa wordt verwacht. Dit komt doordat de fysieke kwetsbaarheid toeneemt met de leeftijd (leeftijdseffect). Dit leeftijdseffect is in dit rapport gekwantificeerd: het totale risico om slachtoffer te worden, gegeven een aanrijding tussen twee personenauto's, neemt 0,5% per leeftijdsjaar toe door toename van fysieke kwetsbaarheid. Het overlijdensrisico en het risico op ziekenhuisopname nemen fors toe met 3% en 1% per leeftijdsjaar, daardoor neemt het risico op licht letsel zelfs licht af met 0,4% per leeftijdsjaar.
De letselrisico's voor vrouwelijke bestuurders zijn niet goed te verklaren met de verschillen in automassa en leeftijdsopbouw. Ook als met deze factoren rekening wordt gehouden hebben vrouwen een lager overlijdensrisico en hogere risico's op ziekenhuisopname en licht letsel dan verwacht. Er zijn dus vooral andere factoren die dit risicopatroon bepalen. Een mogelijkheid is dat vrouwelijke bestuurders minder vaak de snelheid overtreden waardoor zij gemiddeld een lagere snelheid hebben bij aanrijdingen. Verder kan het zijn dat vrouwelijke bestuurders vaker gordels dragen dan mannelijke bestuurders.
De bevinding dat 25% van de verkeersdoden onder bestuurders bij botsingen tussen twee personenauto's worden veroorzaakt door massaverschillen tussen de beide auto's, bevestigen de noodzaak om de compatibiliteit tussen verschillende typen personenauto's verbeteren. De voertuigstructuur moet zodanig aangepast worden dat de verschillen in automassa er niet toe leiden dat kleine auto's meer vervormen dan grote. Daarvoor is onderzoek nodig.
The influence of vehicle mass on the injury rate in collisions between two passenger cars; A quantitative analysis
On European roads, the dispersion of vehicle mass as well as the average vehicle mass are increasing. This has road safety consequences. Drivers in light cars have higher injury and death rates. This means that they have a higher risk of being injured or killed in a crash with a heavier vehicle. The research literature shows that large differences in vehicle mass are not only a threat for the safety of individual drivers, but also for the total number of casualties. A larger dispersion of mass will lead to more casualties. The purpose of this study is to quantitatively determine the influence of vehicle mass on the injury rate and the fatality rate in collisions between two passenger cars. This makes it possible to determine the effects of:
- different vehicle masses on injury and fatality rates of individual drivers;
- the increasing dispersion of vehicle mass on road safety;
- the use of on average lighter cars by women, youths and elderly on their injury and fatality rates.
Almost all analyses in this report have used crash data from the Dutch Road Crash Registration (BRON). Since 2001 it contains vehicle data, including the mass of vehicles involved. This study only analyses collisions between two passenger cars.
Relation between injury rate and difference in vehicle mass
The injury rate is defined as a driver's risk of being injured when he or she is involved in a crash. The injury rate can be calculated by dividing the number of times (the frequency) a driver sustains an injury (finjury) by the number of times a driver is involved in a crash (fcrash).
According to biomechanics, only the ratio between both vehicle masses has an effect on the injury rate and the injury severity, not the magnitude of the masses. Therefore this report mainly focuses on the effect of relative differences in vehicle mass: the difference in vehicle mass between the two colliding cars divided by the sum of these two masses.
The effect that the differences in vehicle mass have on the injury rate and the injury severity in collisions between two passenger cars is quantitatively determined. This is done by determining the injury rate as a function of the relative mass difference for three injury severities: fatality, in-patient, and slightly injured. These functions turn out to be exponentially shaped for the three injury severities. The rates for hospital admission and minor injury are less strongly determined by the relative mass difference than the fatality rate.
Two examples will illustrate what these findings mean for the individual driver. A driver of a light car of approximately 800 kg who collides with a car of average mass has double the fatality rate of a driver of an average mass (1.079 kg) car who collides with that same vehicle. Opposed to this situation is the risk that the light vehicle causes fatal injury to the opposing driver; this is only half the average fatality rate. For a driver of a very heavy car of approximately 2.100 kg these rates are a fifth and five times the rate respectively of those of the driver of a car of average mass. The differences in rates for hospital admission and minor injury are much smaller, because these rates are less dependent of the relative mass difference.
The relative mass difference's effect on the injury rate is somewhat overestimated here. This is because heavier cars are not only more protective for their drivers than lighter cars, but also because they generally have more safety devices that prevent injury or limit its severity (e.g. seatbelt tensioners or side airbags). These secondary safety components that go together with the car mass are responsible for less than one tenth of the relative mass difference's effect on the fatality rate. The rates are somewhat higher for hospital admission and minor injury, one fifth and one fourth respectively.
Effect on road safety
If all passenger cars were to have equal mass, the number of fatalities in crashes between two passenger cars would be diminished by a quarter. In that case, there would have been 10 road crash fatalities less among drivers in 2006. In addition there would also be fewer fatalities among car passengers.
Since 1999, the average mass of the passenger car fleet has been increasing with 15 kg per year. The dispersion of mass also increases annually. The relative dispersion of mass (= mass dispersion/average mass) shows a yearly linear increase of approximately 0.15% to approximately 25% in 2006. This means that the mass of an arbitrary car diverges from the average car mass by an average of 25%. If this increase were to continue, it is to be expected that in 2010 there will be one extra fatality and five extra in-patients among drivers. In 2020 these numbers would have increased to three extra fatalities and 21 extra in-patients. This has been calculated with the road safety figures in 2006 as a reference. Changes in the overall safety in 2010 and 2020 have not been taken into account.
Effect on the safety of specific groups
Women, youths (18-24 year-olds) and the elderly (over-65s) drive lighter cars than average (70, 82 en 53 kg less than average, respectively). In addition, the following can be derived from the road crash registration:
- Female drivers have a higher risk of hospital admission and slight injury than male drivers (52% and 67% higher), but despite the lighter cars they drive they have a lower fatality rate (-24%), when they are involved in a collision between two passenger cars.
- For elderly drivers, severe injury is more frequent and more severe than average in collisions between two passenger cars. Hence they have increased severe injury and fatality rates (48% and 196% higher than average) and a somewhat lower risk of slight injury (-14%).
- Younger drivers are injured relatively often, because they are relatively often involved in two vehicle crashes. However, their injury rate for both severe and slight injury is average, and they even have a lower fatality rate than average (-31%), despite the lighter cars they drive.
The relatively high injury rate for female drivers, the high injury and fatality rates for elderly drivers and the low fatality rate for young drivers can only partly be explained by their preference for lighter cars.
Elderly drivers have an even higher and young drivers an even lower fatality or severe injury rate than is to be expected based on the differences in vehicle mass. This can be explained by physical vulnerability increasing with age (age effect). This age effect has been quantified in this report: the overall risk of being a casualty, given a two car collision, increases by 0.5% per year due to increased physical vulnerability. The fatality and severe injury rates increase strongly by 3% and 1% per age year, which even causes a slight decrease of the slight injury rate of 0.4% per age year.
The injury rates for female drivers cannot satisfactorily be explained by the differences in car mass and age. Even when these factors are taken into account women have a lower fatality rate and higher severe and slight injury rates than expected. Hence, there must be other factors that determine this risk pattern. One possibility is that female drivers commit speeding offences less frequently, which results in average lower speeds in collisions. Furthermore, women may wear seatbelts more often than men do.
The finding that 25% of the road deaths among drivers in crashes between two cars are caused by mass differences between the two vehicles, confirm the necessity of improving the compatibility of different types of passenger cars. The vehicle structure must be adapted in such a way that smaller cars do not deform proportionally in a crash with a large car. Research is required to achieve this.
