溫炯良 劉艷華 富陽

開發(fā)設(shè)計

非公路用旅游觀光車輛行駛路線坡度測量方法

溫炯良1劉艷華2富陽3

（1.廣東省特種設(shè)備檢測研究院肇慶檢測院，廣東 肇慶 526070 2.中山一鳴檢驗科技有限公司， 廣東 中山 528400 3.中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528400）

為保證乘客安全，TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對非公路用旅游觀光車輛的最大行駛坡度做出規(guī)定，但沒有明確車輛行駛路線坡度的測量方法。以非公路用旅游觀光車為對象，分析其行駛路線坡度的測量方法，設(shè)計過程簡單、切實可行的快速坡度測量方法，提高坡度測量的精確性，同時為車輛運維管理提供便利。

非公路旅游觀光車輛；行駛路線規(guī)劃；坡度測量

0 引言

非公路用旅游觀光車輛（以下簡稱觀光車輛），包括觀光車和觀光列車，一般在特定范圍內(nèi)運行，當(dāng)車輛性能不變時，其行駛路線的坡度與車輛行駛順暢程度、安全性高度相關(guān)，并在一定程度上影響車輛的故障率及使用壽命。TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《場車規(guī)程》要求觀光車輛運維管理過程高度關(guān)注其行駛路線坡度，依照具體要求，對行駛路線做優(yōu)化設(shè)計，以確保觀光車輛行駛安全。在對有關(guān)坡度測量方法總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，本文提出一種坡度快速測量方法。

1 測量要求

2017年6月1日起在全國范圍內(nèi)執(zhí)行的《場車規(guī)程》指出：對于場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車中的非公路用旅游觀光車，最大行駛坡度不應(yīng)高于10%，其中不包括長度未達(dá)到20 m的短坡；非公路用旅游觀光列車的最大行駛坡度不應(yīng)高于4%[1]。

觀光車輛有特定的行駛區(qū)域及使用功能，歸類于特種設(shè)備。因其運行特點及功能限制，此類車輛的設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)與常規(guī)車輛差異顯著。旅游景區(qū)內(nèi)人員流動隨意性大，路線規(guī)劃復(fù)雜，加上觀光車輛自身性能的限制，其車速必須嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，且行駛路線坡度不宜過陡，盡可能避免觀光車輛遭遇陡坡、彎道等特殊行駛情境而出現(xiàn)緊急制動、急轉(zhuǎn)等操作，以防范安全風(fēng)險。由此看來，行駛路線坡度對觀光車輛行駛安全的影響較大，因此，其行駛路線坡度測量非常必要，且需嚴(yán)格保證坡度測量結(jié)果的精確性。依照《場車規(guī)程》要求，10%的坡度約等于5.7°路面傾角，4%的坡度約等于2.3°路面傾角。

2 測量方法

2.1 常規(guī)坡度測量方法

2.1.1 全站儀測量

圖1 全站儀測量法

2.1.2 GPS測量

利用GPS測量構(gòu)建GPS坡度測量系統(tǒng)。為達(dá)到觀光車輛行駛路線坡度測量要求，GPS坡度測量系統(tǒng)一般由基站和車載移動站2部分構(gòu)成。其中，基站包括GPS接收機(jī)、天線、數(shù)傳電臺、電源等，并將其設(shè)置在目標(biāo)測量區(qū)域附近。相較于全站儀測量，GPS測量能夠滿足動態(tài)測量的要求，且測量精度可有效保障。但該方法在每次測量之前均需重新搭建基站，易出現(xiàn)信號失穩(wěn)、數(shù)據(jù)獲取不連續(xù)等問題，因此對觀光車輛行駛路線坡度測量也不十分適用。

2.1.3 坡度尺測量

坡度尺測量法操作簡單、成本低廉，對測量人員的技術(shù)水平要求不高，將坡度尺置于目標(biāo)斜坡上即可直接讀數(shù)。但該方法僅適用于靜態(tài)測量情境，且能夠有效測量的路線長度較小。因無法滿足《場車規(guī)程》實施后對觀光車輛行駛路線坡度測量的精度及可靠性要求，該方法已很少使用。

2.2 坡度快速測量方法

鑒于以上常用坡度測量方法在便捷性、可重復(fù)性、測量精度、使用成本等方面的缺陷，本文提出一種坡度快速測量方法。

2.2.1 準(zhǔn)備階段

坡度快速測量準(zhǔn)備階段需依次完成如下工作：1）確定觀光車輛行駛路線坡度測量時間及路線，并選取實驗用觀光車輛，為保證坡度測量過程順利開展，選擇在晴好天氣開展坡度測量作業(yè)；2）資料收集，包括坡度測量歷史記錄及必要的觀光車輛檢修維護(hù)信息；3）準(zhǔn)備坡度測量所需的數(shù)顯水平尺、水準(zhǔn)儀等設(shè)備，并進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢測，確保其在有效使用期內(nèi)；4）準(zhǔn)備必要的安全防護(hù)工具并進(jìn)行安全審查。

2.2.2 測量階段

1）獲取路線坡度值。首先，將實驗用觀光車輛駕駛至平整路面上，在車輛上放置數(shù)顯水平尺，保證放置點平整、硬實，使數(shù)顯水平尺與車輛行駛方向一致；水平尺固定過程需確保車輛本身受力平穩(wěn)，全部參與人員就位且禁止更換座位，保證車輛胎壓正常，且要求駕駛?cè)藛T熟練掌握測試路線；然后，按照規(guī)劃路線駕駛觀光車輛，控制車速在20 km/h以內(nèi)，若遭遇坡面路段，在半坡位置?？坎⑦M(jìn)行水平尺讀數(shù)，此時由專門的操作人員下車標(biāo)記位置；操作過程中需確保讀數(shù)與讀數(shù)位置標(biāo)識準(zhǔn)確對應(yīng)，以此類推完成整條路線的坡度值讀數(shù)和位置標(biāo)記。

2）劃定最大坡度點。從之前讀數(shù)中找出最大坡度點，再次回到該點位置，使用測距輪采集該路段上下變坡點間距離，若該距離小于20 m，則到達(dá)第二大坡度點再次判斷長度是否達(dá)標(biāo)；若該距離大于20 m，則證明目標(biāo)位置已找到，可進(jìn)行后續(xù)測量工作。

3）測量變坡點高差。在劃定的最大坡度路段上、下變坡點之間設(shè)置水準(zhǔn)儀，分別讀取上、下變坡點的標(biāo)高，再取兩數(shù)據(jù)差值得到上、下變坡點高差。若目標(biāo)路段上、下變坡點間距較大，或路段中存在彎道等特殊節(jié)點，為確保測量精度，可使用連續(xù)水準(zhǔn)測量法，在路段適當(dāng)位置設(shè)置臨時轉(zhuǎn)換點，逐段采集上、下變坡點間高差，最后加和得到整個目標(biāo)路段兩變坡點間的高差[2]。

圖2 連續(xù)水準(zhǔn)測量法

2.2.3 計算階段

2.2.4 效果評估

坡度快速測量方法的創(chuàng)新點在于：1）先利用數(shù)顯水平尺獲取整個行駛路線中各個坡段的大致坡度情況，再通過篩選找出整個路段中的最大坡段；若最大坡段的坡度值達(dá)到《場車規(guī)程》要求，則說明整個路線的坡度均可達(dá)標(biāo)；采用該方法，無需對整個路線進(jìn)行坡度測量，能夠大大縮短觀光車輛行駛路線坡度測量的時長，節(jié)約人力和物力資源；2）在變坡點高差測量階段，采用分段測量和計算的方式，能夠保證獲取數(shù)據(jù)的精度，使該測量方法在滿足便捷性和經(jīng)濟(jì)性要求的同時，提高測量精度，進(jìn)而避免因坡度測量結(jié)果失真而導(dǎo)致觀光車輛行駛安全隱患無法及時排除的問題。

2.3 特殊路段處理方案

觀光車輛行駛路線的規(guī)劃、敷設(shè)多依據(jù)景區(qū)原本的地形、地勢特點，因此在使用坡度快速測量方法測量同一條路線的坡度值時，部分路段路面坡度的變化會比較復(fù)雜。為保證獲取的坡度值能有效指導(dǎo)觀光車輛行駛路線規(guī)劃，并確保觀光車輛日常行駛的安全性，在遭遇特殊路段時，可參考局部坡度未超標(biāo)和坡度值正負(fù)轉(zhuǎn)變方法處理。

2.3.1 局部坡度未超標(biāo)

以觀光車為例，在坡度測量過程中，某路段的平均坡度超過10%，但其中局部路面的坡度值未超標(biāo)，該情況在實際坡度檢測中所受的爭議最大。部分檢測人員認(rèn)為：觀光車行駛路線中，長度在20 m以上的坡道，其內(nèi)部每一段路面的坡度均在10%以上才可被判定為坡度不合格；另有檢測人員提出：長度在20 m以上的路段，其平均坡度達(dá)到10%即可視為不合格路線?，F(xiàn)階段，該問題還未在有關(guān)管理規(guī)范中給出明確解釋，因此在實際工作中常出現(xiàn)檢測判定矛盾。

觀光車輛行駛路線坡度檢測的核心目的是確保車輛行駛安全、穩(wěn)定。若從行駛安全的角度出發(fā)，當(dāng)觀光車輛在距離較長的坡面上行駛時，易產(chǎn)生緊急制動需求，進(jìn)而帶來安全隱患，而《場車規(guī)程》對20 m以上長坡坡度的要求也是為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生[3]。因此，本文認(rèn)為：依照路段平均坡度判斷其是否合格更為合理，同樣也能最大限度確保車輛行駛安全。如，某路線中存在3個坡段，第一坡段長度為15 m，坡度為15%；第二坡段長度為2 m，坡度為1%；第三坡段長度為16 m，坡度為20%。該路線的平均坡度未達(dá)到10%的限制，且存在局部路段達(dá)標(biāo)、局部路段超標(biāo)的情況。設(shè)定觀光車下坡行駛的情境，當(dāng)觀光車從第三坡段向下經(jīng)行時，因坡度較大車速難以控制，而第二坡段雖然非常緩，但因長度有限，難以發(fā)揮足夠的緩沖作用，因此長距離、大坡度行駛的現(xiàn)象依然存在，易出現(xiàn)沖坡安全隱患。針對此類現(xiàn)象，應(yīng)認(rèn)定為超標(biāo)路段，避免觀光車在該路段經(jīng)行。

2.3.2 坡度值正負(fù)轉(zhuǎn)變

3 結(jié)論

在設(shè)計非公路用旅游觀光車輛行駛路線坡度測量方法時，綜合考慮了方法的便捷性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性及測量精度，獲取可靠的路線坡度信息用以路線規(guī)劃指導(dǎo)。對于坡度測量中遭遇的特殊路段，其達(dá)標(biāo)判定可以觀光車輛行駛安全為第一角度，確保景區(qū)內(nèi)觀光車輛行駛路線設(shè)計合理、安全。

[1] 吳金星.非公路用旅游觀光車輛行駛道路坡度的快速檢驗方法探討[J].特種設(shè)備安全技術(shù),2019(6):46-47.

[2] 劉標(biāo).對觀光車輛行駛路線坡度測量中幾種特殊情況的探討[J].特種設(shè)備安全技術(shù),2019(2):55,60.

[3] 劉標(biāo).非公路用旅游觀光車輛行駛路線坡度測量方法研究[J].機(jī)電工程技術(shù),2019,48(3):60-61,178.

The Method of Measuring the Slope of Travel Route of Non Highway Tourist Vehicles

Wen Jiongliang1Liu Yanhua2Fu Yang3

(1.Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research Zhaoqing Branch, Zhaoqing 526070, China 2.Zhongshan Yiming Testing Technology Co., Ltd. Zhongshan 528400, China 3.Zhongshan Vocational and Technical College, Zhongshan 528400, China)

In order to ensure the safety of passengers, TSG N0001—2017 Supervision Regulation on safety technology of special motor vehicles in the field (factory) stipulates the maximum driving gradient of non highway tourist vehicles, but there is no clear measurement method for the gradient of vehicle driving route. Taking the non highway tourist bus as the object, this paper analyzes the measurement method of its driving route slope, designs a simple and feasible fast slope measurement method, improves the accuracy of slope measurement, and provides convenience for vehicle operation and maintenance management.

non highway tourist vehicles; route planning; slope measurement

溫炯良，男，1985，碩士，工程師，主要研究方向：特種設(shè)備檢驗檢測。E-mail: 99474827@qq.com

TP23

A

1674-2605(2020)03-0005-04

10.3969/j.issn.1674-2605.2020.03.005