袁小慧，归文强

(1. 西安航空学院 车辆工程学院，陕西 西安 710077；2. 西安航空学院 汽车检测工程技术研究中心，陕西 西安 710077)

0　引　言

随着社会经济的飞速发展，机动车保有量大幅增加，这必然会导致更多的交通事故[1]. 造成交通事故的主要原因是超速，研究表明，机动车平均车速每增加1 km/h，交通事故伤害就增加3%，死亡交通事故就会增加4%～5%[2]. 减速带能够强制性降低车速，因此，有必要采取布置减速带的手段来降低车速，进而降低交通事故发生率. 减速带的推广对减少交通事故意义重大. 为保证驾乘人员的行车安全性和舒适性，必须要科学合理的设计减速带几何尺寸，使减速带能发挥最佳效果[3]. 目前，道路上应用较为广泛的有截面分别为梯形和椭圆形的两种减速带[4]，本文基于试验研究，通过数据采集及统计分析来对比这两种不同截面减速带的减速效果.

图 1　梯形截面减速带Fig.1　Deceleration strip with a trapezoidal section

图 2　椭圆形截面减速带Fig.2　Deceleration strip with an ellipse section

1　车速数据采集

本文通过在汽车上布置基于GPS的数据采集装置来精准地采集车速信号，以普通家用轿车为试验用车，分别在布置有椭圆形减速带和梯形减速带的相对开阔的道路上进行试验，两个减速带高度相等，宽度接近，如图 3 与图 4 所示. 时间选择在早晨5：00左右，这个时间行人相对较少，避免了行人及偶然因素对试验的干扰[5，6]. 试验汽车分别以20 km/h和40 km/h左右的速度反复通过梯形和椭圆形减速带. 本次试验设备有试验轿车一台、SpeedBox测速仪、电脑一台(Race Techology软件)，仪器设备连接如图 5 与图 6 所示.

图 3　椭圆形截面减速带实验场地Fig.3　Test site with oval deceleration strip

图 4　梯形截面减速带实验场地Fig.4　Test site with trapezoidal deceleration strip

图 6　SpeedBox测速仪Fig.6　SpeedBox velocimeter

1.1　梯形截面减速带数据

道路减速带的减速通过物理振动以及影响驾驶员的驾驶心理实现[7]. 当车辆以较高速度进入道路减速带时，剧烈的振动会从轮胎经车身及座椅传递给驾驶员，使驾驶员产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)和心理刺激，从而促使驾驶员主动减速，使车辆以较低的速度通过道路减速带[8，9].

按照试验要求采集汽车车速数据，提取汽车通过梯形减速带过程中距离减速带前后20, 10, 5 m 和通过时的速度信号，重复测量10组以上数据，如表 1 所示.

表 1　梯形截面减速带车速数据

由表 1 可知，在减速带前20 m到10 m的距离之间车速变化不大，可认为在这段距离内车辆匀速行驶. 在减速带前10 m到5 m范围内车速变化较大，可认为在此段距离内车辆开始减速. 变动范围与车辆本身、不同路面信息及驾驶员不同主观意愿有关.

1.2　椭圆形截面减速带数据

按照试验要求采集汽车车速数据，提取汽车通过椭圆形减速带过程中距离减速带前后20, 10, 5 m和通过时的速度信号，重复测量10组以上的数据，如表 2 所示.

表 2　椭圆型截面减速带车速数据

2　减速行为分析

2.1　梯形截面减速带

从最高车速、最低车速来看，车辆在减速带前20 m到10 m，10 m到5 m都在减速，但减速效果不明显. 每次试验在减速带前5 m处到通过减速带过程中的速度下降值和相对初始速度下降比例如图 7 与图 8 所示.

图 7　速度减少值Fig.7　Speed reduction

图 8　速度下降比例Fig.8　The rate of drop ratio

减速带前5 m处到通过减速带时减速区间及所占比例如表 3 所示. 可以看出减速比例在0～20%之间的车辆数最多，占70%，而下降比例在20%～30%与30%以上的分别占20%和10%.

表 3　减速区间及所占比例

2.2　椭圆形截面减速带

从最高车速、最低车速来看，车辆在减速带前20 m到10 m，10 m到5 m都在减速，但减速效果同样也不明显. 每次试验在减速带前5 m处到通过减速带过程中的速度下降值和相对初始速度下降比例如图 9 与图 10 所示. 减速带前5 m到通过减速带时减速区间及所占比例如表 4 所示.

图 9　速度下降值Fig.9　Speed reduction

图 10　速度下降比例Fig.10　The rate of drop ratio

减速区间/(%)项目实验次数所占总次数的比例/%≤100010～2055020～30330≥30220

由表 4 可以看出，减速比例在10%～30%之间的车辆数最多占80%. 减速比例大于30%的车辆比例较少，占20%，没有车辆减速比例小于10%. 整体说来，车辆在通过减速带后都选择了减速，但减速的范围有所差别.

由图 9 计算得到椭圆型减速带在减速带前5 m到通过减速带速度减少量平均值为5.16 km/h，由图 7 可知，梯型减速带的速度减少量平均值为3.64 km/h，除个别点外，椭圆型减速带速度减少量都明显大于梯型减速带的速度减少量. 由表 3 与表 4 可知，车辆通过两种减速带的减速比例差不多，椭圆形减速带减速效果略微好于梯形减速带.

3　结　论

经过试验可知，汽车通过椭圆型截面减速带速度减少量明显大于通过梯型截面减速带的速度减少量，且在通过椭圆型截面减速带后大范围减速的比例要比通过梯型减速带后的减速比例大. 结合以上两点对比分析，在不考虑成本及对乘员振动的条件下，中低速行驶环境的道路上，截面为椭圆形的减速带是一种更优的选择.