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减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-03-18  浏览次数:29
核心提示:  在20世纪90年代初,日本首先应用了振动标线。它是一种在基层标线上增加突起形状的新型标线,其突起形状提高了光的反射性能,

  在20世纪90年代初,日本首先应用了振动标线。它是一种在基层标线上增加突起形状的新型标线,其突起形状提高了光的反射性能,使得标线即使在雨天的夜晚,也有较好的视认性,当汽车行驶在上面时,会有轻微的振动和响声,可以提醒司机注意行车安全[1]。

  在后来的发展中,振动标线被应用在无控制的交叉口、收费站、匝道出入口和下坡路段等需要减速的地方,此时振动标线的功能完全不同于标线的作用,它的目的在于让车辆驾驶员在前方路段减速慢行,提高车辆行驶的安全性[2]。

  振动标线外观呈凹凸形,基底加凸起部分高度在5mm以上,主要作用是提示驾驶员按车道行驶和在某一区域减速行驶,并达到强制减速的目的。目前在《道路交通标志和标线》 GB5768—1999中只有对减速标线的间隔设置,这完全不同于减速振动标线的设置原理。本文针对这一缺陷,对减速振动标线的单条间的间距及其标线的重复次数进行了研究。

  1 振动标线条间间隔

  减速振动标线的作用是让车辆行驶过程中,感觉到一定程度的振动,从而引起司机的警减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究

  觉而让其减速行驶,达到安全行驶的目的。单个振动减速标线一般会分为几条,条间的间隔尚无统一的标准,但其基本原理是让车辆驶过时有凹凸的感觉。减速标线的厚度和条数决定了标线的振动强度,但如果条间间隔设置不当,振动强度会大大降低,起不到应有的警示作用。

  一般来说,相邻两条标线之间的间隔d应略大于轮胎与地面接触区域的最大长度L(如图1所示),这样当轮胎辗过时,就会产生一个落差,这个落差一般等于标线的厚度。但如果d

  在轮胎与地面的接触面积上可分为大型车与小型车。大型车轮胎取大型公交车的轮胎;而小型车除了轿车以外,还要考虑小客车、小货车,于是可取轻型货车的轮胎。

  选取轮胎的型号如下表1 。

  减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究

  从表2可以看出,当下沉量大于20mm时,轮胎与地面的接地面积的最大宽度基本上不发生变化。查汽车轮胎规格尺寸和基本参数知,9.00R20型轮胎的断面宽度为259mm,最大宽度与轮胎断面宽度的比值为0.72。

  在车辆最大负荷下,轮胎的下沉量最大,此时轮胎与地面接触区域的最大长度L为33.2cm。考虑到轮胎的使用时间、路面及其它一些条件,针对大型车道,可以把振动条间隔d定为40cm。

  1.2 小型车轮胎接地面积

  另有学者研究了不同的胎压下,不同花纹的6.5-16型轮胎的接地压力,这里取最小胎压250kPa下各种负荷下的接地面积,如表3所示[4]。

  减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究

  考虑最不利时,单轮负荷为1073kg的情况,此时轮胎接地形状接近长方形。查该型号轮胎尺寸,知断面宽度为190mm。而一般情况下,当负荷大到一定程度时,轮胎与地面接触面积的最大宽度不再发生变化,约为断面宽度的0.72,故可得最大宽度大致为136.8mm。而最大接地面积30158mm2,可得最大长度L约为220mm,而接地面积不为完全长方形,且考虑到其它的影响因素,对于小型车,可把振动条间隔d定为30cm。
 

  2 重复条数的确定

 

  减速振动标线的振动效果不仅来自于单条标线重复的间隔及标线的高度,标线的重复条数也发挥着重要的作用。

 

  车辆的振动直接影响着驾驶员的舒适性。短时间的振动作用能够增强人的紧张度,产生快感和高于正常工作能力的感觉。这样振动带的重复条数直接影响减速带的减速效能,重复条数太少不能引起司机的足够注意,起不到应有的减速作用;而重复条数太多会让司机产生不愉快的感觉。

 

  研究表明:对于乏味的驾车过程,3.5~6Hz的振动可以提高操作者的警觉水平。有学者做过这样的实验,在正常被试和无半规管被试的情况下分别作观察者振动和视标振动来分析振动的影响,结果如图2所示[5]。

 

  

 

减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究

 

  当观察者处于振动频率低于4Hz时,正常被试的半规管功能保证了较高的阅读绩效,而当频率高于4Hz时,失去这种保证作用,导致了绩效的明显下降(如图(a)中虚线所示),即对于视觉操作而言,4Hz为一临界值。

 

  国外有人曾对振动环境中戴头盔显示器被试的阅读作业进行过研究,其结果如图3所示。从图中可以看出,当振动频率相同,振动强度越大,错误率越高;振动频率为4Hz时,达到同样错误率水平的振动强度要小于其他振动频率,即振动频率为4Hz时,对被试操作影响最小[6]。

 

  虽然在频率3Hz~5Hz之间的振动相对于其它频率的振动对动作操作的影响较大,但影响动作操作的主要是振动的强度,振动的强度对操作的影响远大于频率的减速振动标线条间间隔及重复条数的设置研究影响。

 

  通过以上分析,可以得出振动频率为4Hz时,对驾驶员是比较合理的。应用减速振动标线的设计中,可认为重复标的次数为4次较适宜。

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