Применение метода моделирования в судебной экспертизе

Моделирование является эффективным методом при решении многих практических задач, которые сложно реализовать экспериментальным путем.

Метод моделирования направлен на работу не с реальными объектами криминалистического исследования, а с их физическими (или иными) аналогами. В данном случае модель наделяется свойствами, характерными для реального объекта исследования.

Криминалистическое моделирование является сложным процессом построения, изучения и использования моделей познаваемых объектов, в котором применяются знания из различных отраслей науки и техники. Это позволяет использовать в процессе одного исследования различные методы, сопоставить полученные результаты, тем самым обеспечить достоверность результатов, которые могут быть перенесены на реальный объект исследования. Моделирование может производиться на всех стадиях процесса расследования преступления.

В зависимости от характера изучаемых процессов в системе модели разделяют на детерминированные (отображают процессы, в которых отсутствуют случайные воздействия), стохастические (служат для описания вероятностных процессов и событий), динамические (отражают поведение объекта во времени), статические (описывают состояние объекта в фиксированный момент времени), дискретные (описывают прерывистые процессы), непрерывные (противоположность дискретных моделей).

В зависимости от формы представления объекта выделяют модели: реальные (физические) — воспроизводят внешние признаки и способы функционирования физических объектов; наглядные — представляют реальный объект в виде схем, диаграмм, графиков; абстрактные — используют для познания систем, которые невозможно реализовать физически.

Достаточно наглядным примером могут служить виды математической модели: аналитические, в которых цели моделирования достигаются за счет математических преобразований; имитационные, в которых модель воспроизводит на ЭВМ процессы, происходящие в системе.

Процесс моделирования и его эффективность зависят от правильности формулирования задачи, которую предстоит решить, и представления результатов моделирования. Поэтому сам процесс начинается с формулирования проблемы о целесообразности применения именно этого метода исследования и должен включать три этапа: построение и фиксация модели объекта; изучение модели; реализация модели и проверка полученных результатов.

В настоящее время эксперты-практики, следователи столкнулись с целым рядом таких задач, которые связаны с расследованием дорожно-транспортных происшествий и фальсификацией их обстоятельств. Примером одной из таких задач может служить установление условий ДТП и соответствие следовой картины на кузовных элементах транспортных средств данным условиям. Как правило, при столкновении повреждениям подвержены элементы кузова автотранспортного средства, реже — несущие конструкции (лонжероны, рамы, подрамники и т.д.).

Решение данной задачи должно строиться на детальном анализе результатов контактного взаимодействия, предполагаемых условий совершения ДТП и на построении математической и физической модели либо применении комплексного моделирования. При несложном анализе этих элементов можно увидеть, что все они представляют собой жесткие конструкции. Причем жесткость их в разных поперечных сечениях (направлениях силового воздействия) будет различной.

На заводах-изготовителях для проведения исследований деформаций кузовных частей и несущих конструкций применяются краш-тесты. Смоделировать условия удара достаточно сложно, поскольку данный процесс является многофакторным. Однако проектные расчеты жесткости и деформаций при динамическом нагружении можно применить при оценке примерной скорости движения транспортного средства.

Построение модели основано на использовании специальных знаний из теории взаимодействия материалов, их сопротивлении приложенным нагрузкам и изучении деформаций, полученных при соответствующем нагружении. Данная теория является научно обоснованной, проверенной эмпирически, а ее результаты применяются при проектировании несущих конструкций зданий, сооружений, транспортных средств и т.д. По этой причине применение этих положений на практике и конкретно в данном случае является возможным.

Ввиду сложности указанной задачи ее решение не может быть достигнуто без определенных допущений. Во-первых, сам процесс столкновения транспортного средства с преградой является динамическим. Расчет в данном случае будет значительно отличаться от условий статического нагружения. При этом действующие усилия и напряжения должны учитывать коэффициент динамичности kдин. Во-вторых, при расчете деформаций каждого конкретного участка кузовного элемента необходимо учитывать его форму, участок поверхности, к которой приложена нагрузка и ее направление. В-третьих, необходимо знать величину приложенной нагрузки, которая будет зависеть от величины инерционной массы транспортного средства.

Попытаемся проанализировать величину прикладываемой удельной нагрузки. Для этого необходимо знать вес транспортного средства (у каждого он будет свой), площадь контакта и направление приложенной нагрузки.

С этой целью необходимо обратиться к анализу процессов, происходящих при движении объекта и его контакте с преградой. Предположим, что до момента удара объект двигался с постоянной скоростью, без ускорения. Как правило, ДТП случаются при несоответствии реакции водителя и происходящих на дороге событий. Для простоты расчетов первоначально пренебрежем торможением.

При ударе происходит передача кинетической энергии Ек одного объекта другому, а также расходование ее на упругую и пластическую деформации кузовных частей одного и второго транспортного средства.

Удар, или момент столкновения транспортного средства с преградой, является процессом кратковременным. Он сопровождается не только энергети-ческим взаимодействием, но и изменением скорости движения транспортного средства, ускорения, а также направления его движения.

Логика его определения заключается в следующем. Пусть скорость движения транспортного средства в момент времени t0 была равна V0. Это значит, что мгновенно изменить направление перемещения и указанное значение скорости практически невозможно. Если принять в качестве преграды объект, обладающий очень большой инерцией, то транспортное средство будет двигаться при первоначальном контакте с той же самой скоростью V0 до тех пор, пока его скорость не будет равна нулю. Этот промежуток времени очень мал и составляет доли секунды. Полная остановка транспортного средства происходит по окончании процесса пластического деформирования несущей конструкции транспортного средства и его кузовных элементов.

При этом происходит импульсное воздействие силы на объекты. Воздействие силы наблюдается в промежутке времени (t1, t2). Импульс силы в данном случае будет определяться по известной из кинематики зависимости.

Попытаемся оценить величину временного промежутка, в течение которого происходит силовое взаимодействие.

С учетом указанных допущений произведем расчет времени силового взаимодействия, ускорения транспортного средства при его торможении и примерное значение силы, воздействующей на участке ее приложения. Примем первоначальные значения деформаций для каждого значения скорости. Это расстояние транспортное средство пройдет за промежуток времени, рассчитываемый по формуле для определения скорости равномерного движения. Данное допущение принято ввиду малой величины перемещения по сравнению со скоростью движения. Из проведенного расчета следует, что силовое воздействие при высоких скоростях движения транспортного средства может превышать его массу в десятки раз.

Полученные результаты позволяют установить качественную и количественную зависимость нагрузки, или величины силового воздействия, от массы объекта и его скорости. Таким образом, метод моделирования и совокупность несложных расчетов позволяют установить истину по расследуемому событию.

Многие реальные задачи были решены за счет использования (применения) математических методов, но еще больше остаются до сих пор не решенными. Важными являются задачи в социально-правовой сфере, где изучаются социальные явления и процессы. Однако адекватность моделей достаточно низка, проверить соответствие между моделью и социальным фактором также достаточно сложно.

К таким задачам относится прогнозирование роста преступности и превентивные меры по его предотвращению. Данная задача решена в технике, например при прогнозировании научно-технического прогресса, дальнейшего развития техники и технологий. В криминалистической же сфере перечисленные задачи пока остаются нерешенными, следовательно, есть перспективы использования современных достижений науки и техники в борьбе с преступностью и ее прогнозированием.

Автор:

А.А. Курин — старший преподаватель Волгоградской академии МВД России.