杜康，王暢

（長(zhǎng)安大學(xué)汽車(chē)學(xué)院，陜西 西安 710064）

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中小型公交車(chē)的加速度特性分析

杜康，王暢

（長(zhǎng)安大學(xué)汽車(chē)學(xué)院，陜西 西安 710064）

摘 要：為探尋中小型公交車(chē)的加速度特性，對(duì)西安市702路、709路和309路三輛不同速度的公交車(chē)進(jìn)行加速度測(cè)量試驗(yàn)，將所試驗(yàn)的3輛車(chē)的數(shù)據(jù)分組，在外界影響因素不同的情況下分別進(jìn)行對(duì)車(chē)輛加速度的特性進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，加速度特性影響乘坐舒適度，702路快速公交車(chē)的縱向加速度、重力加速度和橫擺角速度在三輛車(chē)中最大，309路慢速公交車(chē)的加速度特性相關(guān)數(shù)值最小，702和709路公交車(chē)的舒適度較差，而309路的舒適度較好。

關(guān)鍵詞：中小型公交車(chē)；加速度特性；舒適度

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.035

CLC NO.: U469.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-94-04

前言

公共交通在世界各地都是人們?nèi)粘３鲂械闹饕绞剑欠窬邆渫晟葡冗M(jìn)的公交系統(tǒng)會(huì)直接影響到城市的發(fā)展，城市公交更是評(píng)價(jià)一個(gè)城市綜合實(shí)力的重要指標(biāo)。目前許多城市在大力發(fā)展公共交通的同時(shí)卻出現(xiàn)許多由公共交通帶來(lái)的負(fù)面問(wèn)題，公交車(chē)事故頻發(fā)對(duì)出行者與路人的生命安全造成巨大威脅，城市交通擁堵不堪，嚴(yán)重影響著市民們的方便出行。[1]為了使市民選擇安全并且舒適的出行方式，公交車(chē)的安全性與舒適性就成為了我們所需要考慮的首要因素。由于公交車(chē)的路線大都在城市間，人口密度較大，車(chē)輛密度也較大，因此在一些情況下會(huì)發(fā)生交通事故，不論是車(chē)內(nèi)的乘客還是車(chē)外的行人都和公交車(chē)的安全行駛有關(guān)聯(lián)。而在公交車(chē)運(yùn)行的過(guò)程中，車(chē)輛運(yùn)行的速度與加速度與車(chē)輛的安全性有很大的關(guān)系。因此對(duì)車(chē)輛的加速度和速度特性的研究有著極其重要的意義。車(chē)輛的平穩(wěn)行駛是車(chē)內(nèi)乘客舒適性的保障，而車(chē)輛行駛速度快慢與加速度大小正好決定了車(chē)輛能否平穩(wěn)行駛，因此對(duì)車(chē)輛加速度特性研究有助于改善車(chē)內(nèi)乘客的舒適度。[2]本文在深入調(diào)研分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于次任務(wù)駕駛安全研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)測(cè)量中小型公交車(chē)的加速度特性，并且分析加速度特性對(duì)車(chē)輛安全性和舒適性的影響，針對(duì)中小型公交車(chē)的運(yùn)行情況提出合理的建議。

1、試驗(yàn)組織

1.1 試驗(yàn)儀器

采用衛(wèi)通達(dá)公交車(chē)GPS定位器（WTD-012X）測(cè)量公交車(chē)的速度，利用車(chē)載陀螺儀測(cè)量并記錄公交車(chē)行駛的加速度。

1.2 試驗(yàn)對(duì)象

對(duì)西安市區(qū)內(nèi)中小型公交車(chē)分類(lèi)，并對(duì)每一類(lèi)進(jìn)行選取有代表性的車(chē)輛進(jìn)行多次測(cè)量，具體分類(lèi)方式為：702路公交車(chē)為快速車(chē)輛，709路公交車(chē)為中速車(chē)輛，309路公交車(chē)為慢速車(chē)輛。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）通過(guò)對(duì)需要測(cè)量的三路公交車(chē)進(jìn)行首次測(cè)量，由始發(fā)站開(kāi)始測(cè)量至終點(diǎn)站，在此期間對(duì)公交車(chē)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)找出三路車(chē)相類(lèi)似的特征路段，并對(duì)路段進(jìn)行記錄。接著反向進(jìn)行測(cè)量，由始發(fā)站至終點(diǎn)站，將加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。［3］（2）對(duì)三路公交車(chē)的特征路段分別進(jìn)行分時(shí)段的多次測(cè)量。

1.4 試驗(yàn)線路

圖2 公交車(chē)路線

圖2為選取公交車(chē)的路線，（a）（b）（c）分別為702路、709路和309路的公交車(chē)路線。702路為河址西到陽(yáng)光小區(qū)段，其中鳳城二路到沙坡路段作為特征路段進(jìn)行著重測(cè)量，屬于事故多發(fā)路段。702路車(chē)況一般，大部分車(chē)輛較為老舊，乘客滿(mǎn)意度較低，乘坐舒適度較差。［4］709路為景觀城到丈八四路北口路段，其中王家墳到省體育場(chǎng)之間的路段作為特征路段。709乘客滿(mǎn)意度一般，雖然車(chē)輛行駛平穩(wěn)，但是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎急等狀況。309路為長(zhǎng)安大學(xué)到龍鋼大道東口路段，其中長(zhǎng)安大學(xué)到火車(chē)站期間的路段作為特征路段。309車(chē)況較差，乘客對(duì)于車(chē)輛的滿(mǎn)意度一般，雖然運(yùn)行平穩(wěn)，但是由于車(chē)速較慢，使得乘客等待時(shí)間較長(zhǎng)。

2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)試驗(yàn)得到702路、709路和309路公交車(chē)的加速度數(shù)據(jù)，表1為702路公交車(chē)的加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，表2為709路公交車(chē)的加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，表3為309路公交車(chē)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

表1 702路公交車(chē)加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表2 709路公交車(chē)加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表3 309路公交車(chē)加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.2 車(chē)輛運(yùn)行情況的分析研究

2.2.1 縱向加速度的對(duì)比

縱向加速度的絕對(duì)值超過(guò)0.3g的時(shí)候，乘客會(huì)有強(qiáng)烈的不舒適感；而超過(guò)0.2g的時(shí)候，乘客會(huì)有較為輕微的不舒適感；當(dāng)在0.2g以下時(shí)，乘客表示可以接受車(chē)輛由加減速所帶來(lái)的不舒適感［5］。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，三路車(chē)的縱向加速度數(shù)值的統(tǒng)計(jì)次數(shù)如下：

表4 縱向加速度對(duì)比

由表4可知，在公交車(chē)行駛過(guò)程702路因縱向加速度使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的不舒適感次數(shù)為27次，而輕微不適感的次數(shù)為369次；709路因縱向加速度使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的不舒適感次數(shù)為9次，而輕微不適感的次數(shù)為63次；309路因縱向加速度使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的不舒適感次數(shù)為0次，而輕微不適感的次數(shù)為18次。

2.2.2 重力加速度的對(duì)比

重力加速度大于1.6g時(shí)，乘客會(huì)有強(qiáng)烈的顛簸感；重力加速度為1.2g—1.6g時(shí)，有輕微顛簸感［6］。重力加速度數(shù)值統(tǒng)計(jì)如下：

表5 重力加速度對(duì)比

2.2.3 橫擺角速度的對(duì)比

橫擺角速度大于1.5 rad/s時(shí)，乘客感到強(qiáng)烈眩暈；橫擺角速度在1.2-1.5rad/s時(shí)，會(huì)有較為輕微的眩暈感［7］。

表6 橫擺角速度對(duì)比(rad/s)

由表6可知，702路因橫擺角速度過(guò)大而使乘客產(chǎn)生強(qiáng)烈眩暈的次數(shù)為92次,輕微眩暈的次數(shù)為296次；709路使乘客產(chǎn)生強(qiáng)烈眩暈的次數(shù)為89次，輕微的眩暈次數(shù)為233次；309路使乘客產(chǎn)生強(qiáng)烈眩暈的次數(shù)為10次，輕微眩暈次數(shù)為117次。

2.2.4 車(chē)輛進(jìn)站加速度

經(jīng)篩選與統(tǒng)計(jì)，得出車(chē)輛進(jìn)站時(shí)加速度的數(shù)值如表：

表7 進(jìn)站加速度對(duì)比

由表7經(jīng)計(jì)算可知［8］：702進(jìn)站時(shí)減速度值最大，為3.72m/s2，平均值為2.74m/s2；709進(jìn)站時(shí)減速度值其次，為2.75m/s2，平均值為1.86m/s2；309進(jìn)站時(shí)減速度值最小，為1.81m/s2，平均值為0.59m/s2。

圖3 公交車(chē)進(jìn)站、出站加速度對(duì)比

在圖3（a）為三路車(chē)進(jìn)站的部分?jǐn)?shù)據(jù)，可以明顯看出三路車(chē)的減速曲線：

初速度方面，702的初速度最大，有13.5m/s2；709初速度居中，有10.5m/s2；309的初速度最低，只有8.4m/s2。減速時(shí)間方面，702從3s開(kāi)始減速，在10s時(shí)速度降為0，減速時(shí)間為7s；709和309從頭開(kāi)始減速，在11s時(shí)速度降為零，減速時(shí)間為11s。減速特性方面，702制動(dòng)期間從3s左右出現(xiàn)有一個(gè)較大的減速度，然而在5s左右減速度大小減小直至7s，在7s到8s期間又出現(xiàn)了一個(gè)極大的減速度，在8s后減速度數(shù)值有急劇減小直至車(chē)輛停止。

脫胚玉米→粉碎→添加耐高溫α-淀粉酶→干燥→粉碎(過(guò)20目篩)→ 稱(chēng)量(50g)→調(diào)漿(料水比1:2，pH6.0～6.2)→液化(添加適量耐高溫α-淀粉酶，90℃)→冷卻(60℃)→調(diào)pH(pH4.3～4.4)→糖化(添加糖化酶60℃，12.0h)→滅酶(90℃，10.0min)→真空抽濾→濾餅→RS3測(cè)量。

709的制動(dòng)大致分為三段，從0s到5s有一個(gè)較大的減速度，而在5s到7s之間減速度數(shù)值稍微有所增加，但是在7s后，減速度數(shù)值有所減小，直至車(chē)輛停止；309的的制動(dòng)階段也大致分為三段，從0s到3s有一個(gè)預(yù)減速，3s到5s期間車(chē)速趨于穩(wěn)定，而在5s后又有一個(gè)減速度數(shù)值較小的減速，直至車(chē)輛停止［9］。

2.2.5 車(chē)輛出站加速度對(duì)比

經(jīng)篩選與統(tǒng)計(jì)，可得出下列數(shù)據(jù)，車(chē)輛出站時(shí)加速度的數(shù)值。

表8 出站加速度對(duì)比

表8可知，702路公交車(chē)出站時(shí)加速度最大，約為2.97m/s2，其平均值約為1.57m/s2；709路公交車(chē)出站時(shí)加速度其次，約為2.51m/s2，其平均值約為1.36m/s2；309路公交車(chē)出站時(shí)加速度最小，約為1.86m/s2，其平均值約為1.01m/s2。

圖3（b）為三輛車(chē)的出站加速度曲線，由圖可知：

在末速度方面，702路公交車(chē)速度最高，有13.5m/s2；709路公交車(chē)速度居住，有10.6m/s2；309路公交車(chē)速度最低，只有8.2m/s2。加速時(shí)間方面，702路從0加速到13.8m/s2只用了10s；709路公交車(chē)從0加速到10.8m/s2用了11s；309路公交車(chē)從0加速到8.3m/s2則用了12s。加速特性方面，702路初始加速度最大，但是在4s左右加速度出現(xiàn)了減小的狀況，而在6s左右加速度在此增大，直到速度達(dá)到最大值；709路初始加速度較小，但是在3s左右和6s左右產(chǎn)生了兩次加速度增加，直到速度達(dá)到最大值；309路公交車(chē)初始加速度最小，在7s左右產(chǎn)生了一次輕微的加速度增加，全程幾乎是勻加速在運(yùn)動(dòng)［10］。

2.3 加速度特性的影響因素

2.3.1 運(yùn)行時(shí)段對(duì)加速度特性的影響

表9 運(yùn)行時(shí)段對(duì)加速度特性的影響(m/s2)

表9為運(yùn)行時(shí)段對(duì)加速度的影響：

在早高峰702路公交車(chē)最大加速度約為1.9m/s2，最大減速度約為-3.5m/s2；709路公交車(chē)最大加速度約為2.3m/s2，最大減速度約為-2.5m/s2；309路公交車(chē)最大加速度約為1.7m/s2，最大減速度約為-1.7m/s2。在中午時(shí)段702路公交車(chē)最大的加速度約為2.2m/s2，最大的減速度約為-3.7m/s2；709路公交車(chē)最大的加速度約為2.4m/s2，最大的減速度約為-2.7m/s2；309路公交車(chē)最大的加速度約為1.8m/s2，最大的減速度約為-1.7m/s2。在晚高峰時(shí)段702路公交車(chē)最大的加速度約為1.8m/s2，最大的減速度約為-2.2m/s2；709路公交車(chē)最大的加速度約為2.0m/s2，最大的減速度約為-2.7m/s2；309路公交車(chē)最大的加速度約為1.6m/s2，最大的減速度約為-1.6m/s2。

2.3.2 載荷對(duì)加速度特性的影響

表10 載荷對(duì)加速度特性的影響(m/s2)

表10為載荷對(duì)加速度特性的影響：

在滿(mǎn)載情況下702路公交車(chē)的最大加速度約為1.8 m/s2，最大減速度約為-2.4m/s2；709路公交車(chē)的最大加速度約為1.9 m/s2，最大減速度約為-2.7 m/s2；309路公交車(chē)的最大加速度約為1.2 m/s2，最大減速度約為-1.7m/s2。在空載情況下702路公交車(chē)的最大加速度約為2.2m/s2，最大減速度約為-3.7 m/s2；709路公交車(chē)的最大加速度約為2.5 m/s2，最大減速度約為-2.7 m/s2；309路公交車(chē)的最大加速度約為1.8 m/s2，最大減速度約為-1.8 m/s2。在正常情況下702路公交車(chē)的最大加速度約為2.0 m/s2，最大減速度約為-2.9 m/s2；709路公交車(chē)的最大加速度約為2.2m/s2，最大減速度約為-2.8 m/s2；309路公交車(chē)的最大加速度約為1.7 m/s2，最大減速度約為-1.8 m/s2。

3、結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)于車(chē)輛的加速度特性，702路公交車(chē)的縱向加速度、橫向加速度、重力加速度和橫擺角速度在三路公交車(chē)中最大，行駛過(guò)程中的緊急制動(dòng)和緊急轉(zhuǎn)向也是三路公交車(chē)中最多的，車(chē)輛的安全性和舒適性較差，乘客滿(mǎn)意度較低。709路公交車(chē)的縱向加速度、橫向加速度、重力加速度和橫擺角速度在三路公交車(chē)中是第二大的，行駛過(guò)程中的緊急制動(dòng)和緊急轉(zhuǎn)向也是三路公交車(chē)中較多，車(chē)輛的安全性和舒適性一般，乘客滿(mǎn)意度一般。309路公交車(chē)的縱向加速度、橫向加速度、重力加速度和橫擺角速度在三路公交車(chē)中是最小的，行駛過(guò)程中的緊急制動(dòng)和緊急轉(zhuǎn)向是三路公交車(chē)中最少的，車(chē)輛的安全性和舒適性較好，乘客滿(mǎn)意度較好。

（2）對(duì)車(chē)輛運(yùn)行的建議：702路公交車(chē)最大的問(wèn)題就是運(yùn)行速度太快，對(duì)乘坐安全性與舒適性有較大影響，所以應(yīng)當(dāng)在各方面予以限制與規(guī)定。702路公交車(chē)第二個(gè)問(wèn)題就是車(chē)況較為老舊，不僅影響乘坐舒適性，在運(yùn)行安全性也存在隱患，應(yīng)當(dāng)予以及時(shí)的新車(chē)更換。709路車(chē)況較為復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)分類(lèi)對(duì)其提出意見(jiàn)與建議。新車(chē)車(chē)況良好，但是運(yùn)行速度較快，經(jīng)調(diào)查，在轉(zhuǎn)彎時(shí)不減速是最主要的問(wèn)題所在，這對(duì)乘坐安全性與舒適性也有著極大的影響，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)其入彎速度等方面對(duì)其進(jìn)行要求與規(guī)定，保障安全運(yùn)行。309路公交車(chē)車(chē)況極差，但是在運(yùn)行速度，加速度等各個(gè)方面都表現(xiàn)良好，因此需要及時(shí)更換309路全線車(chē)輛，以保障車(chē)輛可以安全運(yùn)行。

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Analysis of Acceleration Characteristics of Medium and Small Buses

Du Kang, Wang Chang
（School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064）

Abstract：In order to find out the acceleration characteristics of medium and small buses, 3 buses with different speed had the acceleration measurement tests. The data of 3 cars were grouped, and analysed the results under different conditions. The test results show that, acceleration characteristics affect the ride comforts, the vertical acceleration and yaw rate of vehicle of 702 bus is the biggest among the 3 cars. In addition. the ride comforts of 702 and 709 are terrible, but 309 is great.

Keywords:medium and small buses; acceleration characteristic; comfort degree

作者簡(jiǎn)介：杜康，就讀于長(zhǎng)安大學(xué)汽車(chē)學(xué)院。

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988(2016)02-94-04