杜康，王畅

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）



中小型公交车的加速度特性分析

杜康，王畅

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

摘 要：为探寻中小型公交车的加速度特性，对西安市702路、709路和309路三辆不同速度的公交车进行加速度测量试验，将所试验的3辆车的数据分组，在外界影响因素不同的情况下分别进行对车辆加速度的特性进行对比分析。试验结果表明，加速度特性影响乘坐舒适度，702路快速公交车的纵向加速度、重力加速度和横摆角速度在三辆车中最大，309路慢速公交车的加速度特性相关数值最小，702和709路公交车的舒适度较差，而309路的舒适度较好。

关键词：中小型公交车；加速度特性；舒适度

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们日常出行的主要方式，是否具备完善先进的公交系统会直接影响到城市的发展，城市公交更是评价一个城市综合实力的重要指标。目前许多城市在大力发展公共交通的同时却出现许多由公共交通带来的负面问题，公交车事故频发对出行者与路人的生命安全造成巨大威胁，城市交通拥堵不堪，严重影响着市民们的方便出行。[1]为了使市民选择安全并且舒适的出行方式，公交车的安全性与舒适性就成为了我们所需要考虑的首要因素。由于公交车的路线大都在城市间，人口密度较大，车辆密度也较大，因此在一些情况下会发生交通事故，不论是车内的乘客还是车外的行人都和公交车的安全行驶有关联。而在公交车运行的过程中，车辆运行的速度与加速度与车辆的安全性有很大的关系。因此对车辆的加速度和速度特性的研究有着极其重要的意义。车辆的平稳行驶是车内乘客舒适性的保障，而车辆行驶速度快慢与加速度大小正好决定了车辆能否平稳行驶，因此对车辆加速度特性研究有助于改善车内乘客的舒适度。[2]本文在深入调研分析国内外关于次任务驾驶安全研究现状基础上，通过具体实验测量中小型公交车的加速度特性，并且分析加速度特性对车辆安全性和舒适性的影响，针对中小型公交车的运行情况提出合理的建议。

1、试验组织

1.1 试验仪器

采用卫通达公交车GPS定位器（WTD-012X）测量公交车的速度，利用车载陀螺仪测量并记录公交车行驶的加速度。

1.2 试验对象

对西安市区内中小型公交车分类，并对每一类进行选取有代表性的车辆进行多次测量，具体分类方式为：702路公交车为快速车辆，709路公交车为中速车辆，309路公交车为慢速车辆。

1.3 试验设计

（1）通过对需要测量的三路公交车进行首次测量，由始发站开始测量至终点站，在此期间对公交车加速度数据进行记录，同时找出三路车相类似的特征路段，并对路段进行记录。接着反向进行测量，由始发站至终点站，将加速度数据进行记录。［3］（2）对三路公交车的特征路段分别进行分时段的多次测量。

1.4 试验线路

图2 公交车路线

图2为选取公交车的路线，（a）（b）（c）分别为702路、709路和309路的公交车路线。702路为河址西到阳光小区段，其中凤城二路到沙坡路段作为特征路段进行着重测量，属于事故多发路段。702路车况一般，大部分车辆较为老旧，乘客满意度较低，乘坐舒适度较差。［4］709路为景观城到丈八四路北口路段，其中王家坟到省体育场之间的路段作为特征路段。709乘客满意度一般，虽然车辆行驶平稳，但是经常会出现转弯急等状况。309路为长安大学到龙钢大道东口路段，其中长安大学到火车站期间的路段作为特征路段。309车况较差，乘客对于车辆的满意度一般，虽然运行平稳，但是由于车速较慢，使得乘客等待时间较长。

2、试验数据分析

2.1 试验数据统计

通过试验得到702路、709路和309路公交车的加速度数据，表1为702路公交车的加速度数据统计，表2为709路公交车的加速度数据统计，表3为309路公交车的数据统计。

表1 702路公交车加速度数据统计

表2 709路公交车加速度数据统计

表3 309路公交车加速度数据统计

2.2 车辆运行情况的分析研究

2.2.1 纵向加速度的对比

纵向加速度的绝对值超过0.3g的时候，乘客会有强烈的不舒适感；而超过0.2g的时候，乘客会有较为轻微的不舒适感；当在0.2g以下时，乘客表示可以接受车辆由加减速所带来的不舒适感［5］。实验数据结果表明，三路车的纵向加速度数值的统计次数如下：

表4 纵向加速度对比

由表4可知，在公交车行驶过程702路因纵向加速度使人产生强烈的不舒适感次数为27次，而轻微不适感的次数为369次；709路因纵向加速度使人产生强烈的不舒适感次数为9次，而轻微不适感的次数为63次；309路因纵向加速度使人产生强烈的不舒适感次数为0次，而轻微不适感的次数为18次。

2.2.2 重力加速度的对比

重力加速度大于1.6g时，乘客会有强烈的颠簸感；重力加速度为1.2g—1.6g时，有轻微颠簸感［6］。重力加速度数值统计如下：

表5 重力加速度对比

2.2.3 横摆角速度的对比

横摆角速度大于1.5 rad/s时，乘客感到强烈眩晕；横摆角速度在1.2-1.5rad/s时，会有较为轻微的眩晕感［7］。

表6 横摆角速度对比(rad/s)

由表6可知，702路因横摆角速度过大而使乘客产生强烈眩晕的次数为92次,轻微眩晕的次数为296次；709路使乘客产生强烈眩晕的次数为89次，轻微的眩晕次数为233次；309路使乘客产生强烈眩晕的次数为10次，轻微眩晕次数为117次。

2.2.4 车辆进站加速度

经筛选与统计，得出车辆进站时加速度的数值如表：

表7 进站加速度对比

由表7经计算可知［8］：702进站时减速度值最大，为3.72m/s²，平均值为2.74m/s²；709进站时减速度值其次，为2.75m/s²，平均值为1.86m/s²；309进站时减速度值最小，为1.81m/s²，平均值为0.59m/s²。

图3 公交车进站、出站加速度对比

在图3（a）为三路车进站的部分数据，可以明显看出三路车的减速曲线：

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。减速时间方面，702从3s开始减速，在10s时速度降为0，减速时间为7s；709和309从头开始减速，在11s时速度降为零，减速时间为11s。减速特性方面，702制动期间从3s左右出现有一个较大的减速度，然而在5s左右减速度大小减小直至7s，在7s到8s期间又出现了一个极大的减速度，在8s后减速度数值有急剧减小直至车辆停止。

脱胚玉米→粉碎→添加耐高温α-淀粉酶→干燥→粉碎(过20目筛)→ 称量(50g)→调浆(料水比1:2，pH6.0～6.2)→液化(添加适量耐高温α-淀粉酶，90℃)→冷却(60℃)→调pH(pH4.3～4.4)→糖化(添加糖化酶60℃，12.0h)→灭酶(90℃，10.0min)→真空抽滤→滤饼→RS3测量。

709的制动大致分为三段，从0s到5s有一个较大的减速度，而在5s到7s之间减速度数值稍微有所增加，但是在7s后，减速度数值有所减小，直至车辆停止；309的的制动阶段也大致分为三段，从0s到3s有一个预减速，3s到5s期间车速趋于稳定，而在5s后又有一个减速度数值较小的减速，直至车辆停止［9］。

2.2.5 车辆出站加速度对比

经筛选与统计，可得出下列数据，车辆出站时加速度的数值。

表8 出站加速度对比

表8可知，702路公交车出站时加速度最大，约为2.97m/s²，其平均值约为1.57m/s²；709路公交车出站时加速度其次，约为2.51m/s²，其平均值约为1.36m/s²；309路公交车出站时加速度最小，约为1.86m/s²，其平均值约为1.01m/s²。

图3（b）为三辆车的出站加速度曲线，由图可知：

在末速度方面，702路公交车速度最高，有13.5m/s²；709路公交车速度居住，有10.6m/s²；309路公交车速度最低，只有8.2m/s²。加速时间方面，702路从0加速到13.8m/s²只用了10s；709路公交车从0加速到10.8m/s²用了11s；309路公交车从0加速到8.3m/s²则用了12s。加速特性方面，702路初始加速度最大，但是在4s左右加速度出现了减小的状况，而在6s左右加速度在此增大，直到速度达到最大值；709路初始加速度较小，但是在3s左右和6s左右产生了两次加速度增加，直到速度达到最大值；309路公交车初始加速度最小，在7s左右产生了一次轻微的加速度增加，全程几乎是匀加速在运动［10］。

2.3 加速度特性的影响因素

2.3.1 运行时段对加速度特性的影响

表9 运行时段对加速度特性的影响(m/s²)

表9为运行时段对加速度的影响：

在早高峰702路公交车最大加速度约为1.9m/s²，最大减速度约为-3.5m/s²；709路公交车最大加速度约为2.3m/s²，最大减速度约为-2.5m/s²；309路公交车最大加速度约为1.7m/s²，最大减速度约为-1.7m/s²。在中午时段702路公交车最大的加速度约为2.2m/s²，最大的减速度约为-3.7m/s²；709路公交车最大的加速度约为2.4m/s²，最大的减速度约为-2.7m/s²；309路公交车最大的加速度约为1.8m/s²，最大的减速度约为-1.7m/s²。在晚高峰时段702路公交车最大的加速度约为1.8m/s²，最大的减速度约为-2.2m/s²；709路公交车最大的加速度约为2.0m/s²，最大的减速度约为-2.7m/s²；309路公交车最大的加速度约为1.6m/s²，最大的减速度约为-1.6m/s²。

2.3.2 载荷对加速度特性的影响

表10 载荷对加速度特性的影响(m/s²)

表10为载荷对加速度特性的影响：

在满载情况下702路公交车的最大加速度约为1.8 m/s²，最大减速度约为-2.4m/s²；709路公交车的最大加速度约为1.9 m/s²，最大减速度约为-2.7 m/s²；309路公交车的最大加速度约为1.2 m/s²，最大减速度约为-1.7m/s²。在空载情况下702路公交车的最大加速度约为2.2m/s²，最大减速度约为-3.7 m/s²；709路公交车的最大加速度约为2.5 m/s²，最大减速度约为-2.7 m/s²；309路公交车的最大加速度约为1.8 m/s²，最大减速度约为-1.8 m/s²。在正常情况下702路公交车的最大加速度约为2.0 m/s²，最大减速度约为-2.9 m/s²；709路公交车的最大加速度约为2.2m/s²，最大减速度约为-2.8 m/s²；309路公交车的最大加速度约为1.7 m/s²，最大减速度约为-1.8 m/s²。

3、结语

（1）对于车辆的加速度特性，702路公交车的纵向加速度、横向加速度、重力加速度和横摆角速度在三路公交车中最大，行驶过程中的紧急制动和紧急转向也是三路公交车中最多的，车辆的安全性和舒适性较差，乘客满意度较低。709路公交车的纵向加速度、横向加速度、重力加速度和横摆角速度在三路公交车中是第二大的，行驶过程中的紧急制动和紧急转向也是三路公交车中较多，车辆的安全性和舒适性一般，乘客满意度一般。309路公交车的纵向加速度、横向加速度、重力加速度和横摆角速度在三路公交车中是最小的，行驶过程中的紧急制动和紧急转向是三路公交车中最少的，车辆的安全性和舒适性较好，乘客满意度较好。

（2）对车辆运行的建议：702路公交车最大的问题就是运行速度太快，对乘坐安全性与舒适性有较大影响，所以应当在各方面予以限制与规定。702路公交车第二个问题就是车况较为老旧，不仅影响乘坐舒适性，在运行安全性也存在隐患，应当予以及时的新车更换。709路车况较为复杂，应当分类对其提出意见与建议。新车车况良好，但是运行速度较快，经调查，在转弯时不减速是最主要的问题所在，这对乘坐安全性与舒适性也有着极大的影响，所以应当对其入弯速度等方面对其进行要求与规定，保障安全运行。309路公交车车况极差，但是在运行速度，加速度等各个方面都表现良好，因此需要及时更换309路全线车辆，以保障车辆可以安全运行。

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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

作者简介：杜康，就读于长安大学汽车学院。

中图分类号：U469.1

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)02-94-04