杜康，王暢

（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

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中小型公交車的加速度特性分析

杜康，王暢

（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

摘 要：為探尋中小型公交車的加速度特性，對(duì)西安市702路、709路和309路三輛不同速度的公交車進(jìn)行加速度測(cè)量試驗(yàn)，將所試驗(yàn)的3輛車的數(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路快速公交車的縱向加速度、重力加速度和橫擺角速度在三輛車中最大，309路慢速公交車的加速度特性相關(guān)數(shù)值最小，702和709路公交車的舒適度較差，而309路的舒適度較好。

關(guān)鍵詞：中小型公交車；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?，是否具備完善先進(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的負(fù)面問題，公交車事故頻發(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。由于公交車的路線大都在城市間，人口密度較大，車輛密度也較大，因此在一些情況下會(huì)發(fā)生交通事故，不論是車內(nèi)的乘客還是車外的行人都和公交車的安全行駛有關(guān)聯(lián)。而在公交車運(yùn)行的過程中，車輛運(yùn)行的速度與加速度與車輛的安全性有很大的關(guān)系。因此對(duì)車輛的加速度和速度特性的研究有著極其重要的意義。車輛的平穩(wěn)行駛是車內(nèi)乘客舒適性的保障，而車輛行駛速度快慢與加速度大小正好決定了車輛能否平穩(wěn)行駛，因此對(duì)車輛加速度特性研究有助于改善車內(nèi)乘客的舒適度。[2]本文在深入調(diào)研分析國內(nèi)外關(guān)于次任務(wù)駕駛安全研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，通過具體實(shí)驗(yàn)測(cè)量中小型公交車的加速度特性，并且分析加速度特性對(duì)車輛安全性和舒適性的影響，針對(duì)中小型公交車的運(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GPS定位器（WTD-012X）測(cè)量公交車的速度，利用車載陀螺儀測(cè)量并記錄公交車行駛的加速度。

1.2 試驗(yàn)對(duì)象

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

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）通過對(duì)需要測(cè)量的三路公交車進(jìn)行首次測(cè)量，由始發(fā)站開始測(cè)量至終點(diǎn)站，在此期間對(duì)公交車加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)找出三路車相類似的特征路段，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 公交車路線

圖2為選取公交車的路線，（a）（b）（c）分別為702路、709路和309路的公交車路線。702路為河址西到陽光小區(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路車況一般，大部分車輛較為老舊，乘客滿意度較低，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乘客滿意度一般，雖然車輛行駛平穩(wěn)，但是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎急等狀況。309路為長安大學(xué)到龍鋼大道東口路段，其中長安大學(xué)到火車站期間的路段作為特征路段。309車況較差，乘客對(duì)于車輛的滿意度一般，雖然運(yùn)行平穩(wěn)，但是由于車速較慢，使得乘客等待時(shí)間較長。

2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

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

表1 702路公交車加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表2 709路公交車加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表3 309路公交車加速度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.2 車輛運(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0.3g的時(shí)候，乘客會(huì)有強(qiáng)烈的不舒適感；而超過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輛由加減速所帶來的不舒適感［5］。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，三路車的縱向加速度數(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，在公交車行駛過程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 車輛進(jìn)站加速度

經(jīng)篩選與統(tǒng)計(jì)，得出車輛進(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 公交車進(jìn)站、出站加速度對(duì)比

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

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輛停止。

脫胚玉米→粉碎→添加耐高溫α-淀粉酶→干燥→粉碎(過20目篩)→ 稱量(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，直至車輛停止［9］。

2.2.5 車輛出站加速度對(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）為三輛車的出站加速度曲線，由圖可知：

在末速度方面，702路公交車速度最高，有13.5m/s2；709路公交車速度居住，有10.6m/s2；309路公交車速度最低，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路公交車從0加速到10.8m/s2用了11s；309路公交車從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：

在滿載情況下702路公交車的最大加速度約為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

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

（2）對(duì)車輛運(yùn)行的建議：702路公交車最大的問題就是運(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路公交車第二個(gè)問題就是車況較為老舊，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)的新車更換。709路車況較為復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)分類對(duì)其提出意見與建議。新車車況良好，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路公交車車況極差，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路全線車輛，以保障車輛可以安全運(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，就讀于長安大學(xué)汽車學(xué)院。

中圖分類號(hào)：U469.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988(2016)02-94-04