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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪伯昇
研究生(外文):Ba-sheng Hung
論文名稱:減速設施對車輛行車操作影響之量測與分析
論文名稱(外文):Measurement and Analysis of the Impact of Speed Reduction Devices on Vehicle Operations.
指導教授:鄭瑞富
指導教授(外文):Juey-Fu Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:義守大學
系所名稱:土木與生態工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:駕駛操作行車操作行車態勢減速設施交通寧靜區
外文關鍵詞:Driving OperationsVehicle OperationsVehicle StatesSpeed Reduction DevicesTraffic Calming Zone
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減速設施經常使用於市區街道或交通寧靜區道路,藉由控制車輛行車速率,以降低機動車輛使用負效果,改變駕駛人行為,改善街道上非機動車輛使用者環境。車輛行駛通過減速設施時,行車狀態可能經歷三軸向之加速度變化、傾斜角度變化,以及方向盤操作、速率控制等駕駛操作的變動。行車狀態與駕駛操作的變動性,會明顯影響行車順暢性、安全性與舒適性。本研究以減速設施中垂直式減速檔、減速丘,以及水平式鄰里圓環與波紋形路面作為研究對象,利用三軸加速規、單軸加速規、陀螺儀、GPS、攝影機等項設備,並採用資料擷取器(DAQ)與撰寫程式進行同步試驗數據收集,以量測試驗車輛經過各類減速設施時,行車狀態與駕駛動作的變動情形。儀器量測所得數據,經過訊號處理濾除車輛機械振動等項效應後,可以顯示各類減速設施對車輛行車操作之影響,並可做為後續減速設施配置,以及規劃設計之依據。
Speed reduction devices are usually adopted for traffic calming on urban streets. These devices try to reduce the negative effect due to the usage of motor vehicles by controlling vehicle speed, changing the behavior of drivers, and improving the environment for the non-driving users of streets.
When vehicles pass through the speed reduction devices, the vehicle operations will experience the changing of three-dimensional acceleration, tilt angles, steering wheel operation, and speed control.
Changes of vehicle status and driving task will influence the smoothness, safety and comfort of vehicle driving significantly.
This study investigates the vertical and horizontal types of speed reduction devices, including speed bumps, humps, chicanes and neighborhood traffic circle. The field works combine the 3-axis accelerometers, single-axis accelerometers, 3-axis gyroscope, GPS sensor, DV and DAQ to acquire data of vehicle passing through speed reduction devices.
The measurement data acquired from integral instruments were used to analyze the vehicle status and driving task when vehicle passing through speed reduction devices, and discussion was made to evaluate the impact of speed reduction devices on vehicle operations. The result of this study could be applied to the traffic design practice.
摘要I
ABSRACTII
誌謝III
總目錄IV
表目錄VIII
圖目錄IX
第一章 緒論1
1.1 研究背景與動機1
1.2 研究目的1
1.3 研究方法與流程2
1.4 研究範圍4
1.5 論文架構4
第二章 文獻回顧5
2.1 交通寧靜區起源5
2.2 減速設施規格與減速特性6
2.2.1 垂直式減速設施7
2.2.2 水平式減速設施8
2.3 減速設施振動特性探討9
2.4 行車操作與操作駕駛之探討11
2.4.1 行車態勢13
2.4.2 駕駛操作13
2.5 垂直式減速設施對車輛行駛之影響14
2.6 水平式減速設施對車輛行駛之影響16
2.6.1 波紋形路面對車輛行駛之影響16
2.6.2 圓環與鄰里圓環16
第三章 試驗方法與試驗流程規劃18
3.1 試驗方法18
3.2 試驗規劃之軟、硬體設置21
3.2.1 儀器介紹22
3.2.2 試驗儀器擺放位置23
3.2.3 軟體規劃27
3.3 試驗設計27
3.3.1 試驗地點設施規格28
3.4 小結33
第四章 車輛通過減速設施之試驗數據分析35
4.1 車輛通過垂直式減速設施試波形樣式35
4.1.1 減速檔波形樣式37
4.1.2 減速丘波形樣式40
4.1.3 路面標線波形樣式42
4.2 車輛通過水平式減速設施波形樣式43
4.2.1 波紋形路面波形樣式43
4.2.2 鄰里圓環波形樣式45
4.3 減速設施最大加速度比較46
4.3.1 垂直式減速設施47
4.3.2 水平式減速設施51
4.3.3 小結54
4.4 減速丘(HUMP)不同長度、高度與速率垂直加速度比較54
4.4.1 減速丘不同速率之垂直加速度比較54
4.4.2 減速丘不同長度與高度之比較56
4.4.3 小結58
4.5 減速檔(BUMP)之不同高度與速率垂直加速度比較58
4.5.1 減速檔不同速率之垂直加速度比較58
4.5.2 減速檔不同高度比較60
4.5.3 小結61
4.6 波紋形路面之速率對水平加速度與方向盤轉角比較62
4.6.1 波紋形路面不同速率之水平加速度比較62
4.6.2 波紋形路面方向盤轉角速率比較63
4.6.3 小結64
4.7 鄰里圓環之速率對水平加速度與方向盤轉角比較64
4.7.1 鄰里圓環右轉與直行之不同速率水平加速度65
4.7.2 鄰里圓環右轉與直行之方向盤轉角速率比較67
4.7.3 小結68
第五章 結論與建議69
5.1 結論69
5.2 建議71
參考文獻72
表目錄
表2-1 行車速率與圓曲線半徑相產生加速度之相關圖16
表3-1 車輛規格19
表3-2 試驗地點規格整理33
表4-1 高科大之減速檔10kph至40kph前、後軸最大加速度(g/cm2)39
表4-2 屏縣府之BUMP 10kph至40kph前、後軸最大加速度(g/cm2)39
表4-3 屏科大減速丘10kph至40kph前、後軸最大加速度(g/cm2)41
續表4-3屏科大減速丘10kph至40kph前、後軸最大加速度(g/cm2)41
表4-4 屏商技減速丘10kph至40kph前、後軸最大加速度(g/cm2)42
表4-5 波紋形路面 10kph至40 kph前、後軸最大加速度值(g/cm2)45
圖目錄
圖1-1 研究流程3
圖2-1 減速檔(Speed Bump)7
圖2-2 減速丘(Speed Hump)8
圖2-3 減速標線 (Rumble Strip)8
圖2-4 波紋形路面 (Chicanes)9
圖2-5 鄰里圓環 (Neighborhood Traffic Circle)9
圖2-6 垂直方向最大加速度全身振動安全暴露極限11
圖2-7 行車操作定義12
圖2-8 駕駛人、車輛、道路關係圖13
圖2-9 減速丘與減速檔比較圖15
圖3-1 研究試驗車輛19
圖3-3 加速規擺放於前、後軸上方位置23
圖3-4 GPS與單軸、三軸陀螺儀擺放位置24
圖3-5 三軸陀螺儀架設於車體儀表板中心位置25
圖3-6 單軸陀螺儀安裝於方向盤中心位置25
圖3-7 一號加速規安裝於車體前軸位置上26
圖3-8 GPS安裝於車頂位置26
圖3-9 二號三軸加速規安裝於車體後軸位置上27
圖3-10 高雄第一科技大學之減速檔(BUMP)28
圖3-11 屏東縣政府停車場之減速檔(BUMP)29
圖3-12 屏東商業技術學院減速丘(HUMP)30
圖3-13 屏東科技大學之減速丘(HUMP)31
圖3-14 繪製之波紋形路面(Chicanes)32
圖3-15 繪製鄰里圓環(Neighborhood Traffic Circles)32
圖4-1 FFT快速傅利葉轉換36
圖4-2 加速度濾波前、後比較圖37
圖4-3 高雄科技大學減速檔(BUMP)後軸上方波形樣式38
圖4-4 屏東縣政府減速檔(BUMP)後軸上方波形樣式38
圖4-5 屏東科技大學減速丘(HUMP)後軸上方波形樣式40
圖4-6 屏東商業技術學院減速丘(HUMP)後軸上方波形樣式41
圖4-7 屏東科技大學減速標線前座波形樣式42
圖4-8 屏東科技大學減速標線後座波形樣式43
圖4-9 波紋形路面前軸上方波形樣式44
圖4-10 波紋形路面後軸上方波形樣式44
圖4-11 R=3.5m鄰里圓環前軸上方波形樣式46
圖4-12 R=3.5m鄰里圓環後軸上方波形樣式46
圖4-13 高科大之Bump前軸最大加速度47
圖4-14 高科大之Bump後軸最大加速度48
圖4-15 屏縣府之Bump前軸最大加速度48
圖4-16 屏縣府之Bump後軸最大加速度48
圖4-17 屏科大之Hump前軸最大加速度49
圖4-18 屏科大Hump後軸最大加度50
圖4-19 屏商技Hump前軸最大加速度50
圖4-20 屏商技Hump後軸最大加速度50
圖4-21 波紋形路面前軸最大加速度51
圖4-22 波紋形路面後軸最大加速度52
圖4-23 鄰里圓環R=3.5右轉前軸最大加速度52
圖4-24 鄰里圓環R=3.5右轉後軸最大加速度53
圖4-25 鄰里圓環R=3.5直行前軸最大加速度53
圖4-26 鄰里圓環R=3.5直行後軸最大加速度53
圖4-27 屏科大之HUMP前軸加速度變化情形55
圖4-28 屏科大之HUMP後軸加速度變化情形55
圖4-29 屏商技之HUMP前軸加速度變化情形56
圖4-30 屏商技之HUMP後軸加速度變化情形56
圖4-31 屏科大之HUMP加速度變化情形57
圖4-32 屏商技之HUMP加速度變化情形57
圖4-33 屏縣府之BUMP前軸加速度變化情形59
圖4-34 屏縣府之BUMP後軸加速度變化情形59
圖4-35 高科大之BUMP前軸加速度變化情形60
圖4-36 高科大之BUMP後軸加速度變化情形60
圖4-37 高科大之BUMP加速度變化情形61
圖4-38 屏縣府之BUMP加速度變化情形61
圖4-39 波紋形路面前軸加速度變化情形63
圖4-40 波紋形路面後軸加速度變化情形63
圖4-41 波紋形路面方向盤轉角速率變化64
圖4-42 鄰里圓環右轉前軸加速度變化情形65
圖4-43 鄰里圓環右轉後軸加速度變化情形65
圖4-44 鄰里圓環直行前軸加速度變化情形66
圖4-45 鄰里圓環直行後軸加速度變化情形66
圖4-46 鄰里圓環右轉轉角速率變化情形67
圖4-47 鄰里圓環直行轉角速率變化情形67
中文部份
[1]內政部營建署,「市區道路工程規劃及設計規劃之研究」,2003。
[2]內政部營建署,「市區道路工程規劃及設計規劃之研究第十八章交通寧靜區」,2003。
[3]內政部營建署,「市區道路工程規劃及設計規劃之研究第四章第五節圓環 」,2003。
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外文部份
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[3]Douglas W. Wiersig, Chair, “Guidelines for the Design and Application of Speed Humps”, Institute of Transportation Engineers Traffic Engineering Council SpeedHumps Task Force TENC-5TF-01, U.S.A , 1997.
[4]Douglas W. Wiersig, Chair,,Guidelines for the Design and Application of Speed Humps,Institute of Transportation Engineers Traffic Engineering Council SpeedHumps Task Force TENC-5TF-01, U.S.A,1993。
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[8]Massimiliano Pau , Silvano Angius ,“Do speed bumps really decrease traffic speed? An Italian experience” Accident Analysis and Prevention 33 , 2001 , pp.585–597
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[10]Piotr Kokowski, Rufin Makarewicz, “Predicted effects of a speed bump on light vehicle noise”Applied Acoustics 67 ,2006, pp.570–579.
[11]Sisil Kumarawadu , Tsu-Tian Lee ,“On the Speed Control for Automated Vehicle” Proceedings of the 6 World Congress on Intelligent Control and Automation. June 15-19.2004.pp.2443-2448
[12]Watts, G. R. ,“Road Humps for the Control of Vehicle Speed”TRRL Rep.LR-598 ,1973.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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