非公路用旅游观光车辆行驶路线坡度测量方法

温炯良 刘艳华 富阳

开发设计

非公路用旅游观光车辆行驶路线坡度测量方法

温炯良1刘艳华2富阳3

（1.广东省特种设备检测研究院肇庆检测院，广东 肇庆 526070 2.中山一鸣检验科技有限公司， 广东 中山 528400 3.中山职业技术学院，广东 中山 528400）

为保证乘客安全，TSG N0001—2017《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》对非公路用旅游观光车辆的最大行驶坡度做出规定，但没有明确车辆行驶路线坡度的测量方法。以非公路用旅游观光车为对象，分析其行驶路线坡度的测量方法，设计过程简单、切实可行的快速坡度测量方法，提高坡度测量的精确性，同时为车辆运维管理提供便利。

非公路旅游观光车辆；行驶路线规划；坡度测量

0 引言

非公路用旅游观光车辆（以下简称观光车辆），包括观光车和观光列车，一般在特定范围内运行，当车辆性能不变时，其行驶路线的坡度与车辆行驶顺畅程度、安全性高度相关，并在一定程度上影响车辆的故障率及使用寿命。TSG N0001—2017《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》（以下简称《场车规程》要求观光车辆运维管理过程高度关注其行驶路线坡度，依照具体要求，对行驶路线做优化设计，以确保观光车辆行驶安全。在对有关坡度测量方法总结分析的基础上，本文提出一种坡度快速测量方法。

1 测量要求

2017年6月1日起在全国范围内执行的《场车规程》指出：对于场（厂）内专用机动车中的非公路用旅游观光车，最大行驶坡度不应高于10%，其中不包括长度未达到20 m的短坡；非公路用旅游观光列车的最大行驶坡度不应高于4%[1]。

观光车辆有特定的行驶区域及使用功能，归类于特种设备。因其运行特点及功能限制，此类车辆的设计和制造标准与常规车辆差异显著。旅游景区内人员流动随意性大，路线规划复杂，加上观光车辆自身性能的限制，其车速必须严格控制在一定范围内，且行驶路线坡度不宜过陡，尽可能避免观光车辆遭遇陡坡、弯道等特殊行驶情境而出现紧急制动、急转等操作，以防范安全风险。由此看来，行驶路线坡度对观光车辆行驶安全的影响较大，因此，其行驶路线坡度测量非常必要，且需严格保证坡度测量结果的精确性。依照《场车规程》要求，10%的坡度约等于5.7°路面倾角，4%的坡度约等于2.3°路面倾角。

2 测量方法

2.1 常规坡度测量方法

2.1.1 全站仪测量

图1 全站仪测量法

2.1.2 GPS测量

利用GPS测量构建GPS坡度测量系统。为达到观光车辆行驶路线坡度测量要求，GPS坡度测量系统一般由基站和车载移动站2部分构成。其中，基站包括GPS接收机、天线、数传电台、电源等，并将其设置在目标测量区域附近。相较于全站仪测量，GPS测量能够满足动态测量的要求，且测量精度可有效保障。但该方法在每次测量之前均需重新搭建基站，易出现信号失稳、数据获取不连续等问题，因此对观光车辆行驶路线坡度测量也不十分适用。

2.1.3 坡度尺测量

坡度尺测量法操作简单、成本低廉，对测量人员的技术水平要求不高，将坡度尺置于目标斜坡上即可直接读数。但该方法仅适用于静态测量情境，且能够有效测量的路线长度较小。因无法满足《场车规程》实施后对观光车辆行驶路线坡度测量的精度及可靠性要求，该方法已很少使用。

2.2 坡度快速测量方法

鉴于以上常用坡度测量方法在便捷性、可重复性、测量精度、使用成本等方面的缺陷，本文提出一种坡度快速测量方法。

2.2.1 准备阶段

坡度快速测量准备阶段需依次完成如下工作：1）确定观光车辆行驶路线坡度测量时间及路线，并选取实验用观光车辆，为保证坡度测量过程顺利开展，选择在晴好天气开展坡度测量作业；2）资料收集，包括坡度测量历史记录及必要的观光车辆检修维护信息；3）准备坡度测量所需的数显水平尺、水准仪等设备，并进行设备状态检测，确保其在有效使用期内；4）准备必要的安全防护工具并进行安全审查。

2.2.2 测量阶段

1）获取路线坡度值。首先，将实验用观光车辆驾驶至平整路面上，在车辆上放置数显水平尺，保证放置点平整、硬实，使数显水平尺与车辆行驶方向一致；水平尺固定过程需确保车辆本身受力平稳，全部参与人员就位且禁止更换座位，保证车辆胎压正常，且要求驾驶人员熟练掌握测试路线；然后，按照规划路线驾驶观光车辆，控制车速在20 km/h以内，若遭遇坡面路段，在半坡位置停靠并进行水平尺读数，此时由专门的操作人员下车标记位置；操作过程中需确保读数与读数位置标识准确对应，以此类推完成整条路线的坡度值读数和位置标记。

2）划定最大坡度点。从之前读数中找出最大坡度点，再次回到该点位置，使用测距轮采集该路段上下变坡点间距离，若该距离小于20 m，则到达第二大坡度点再次判断长度是否达标；若该距离大于20 m，则证明目标位置已找到，可进行后续测量工作。

3）测量变坡点高差。在划定的最大坡度路段上、下变坡点之间设置水准仪，分别读取上、下变坡点的标高，再取两数据差值得到上、下变坡点高差。若目标路段上、下变坡点间距较大，或路段中存在弯道等特殊节点，为确保测量精度，可使用连续水准测量法，在路段适当位置设置临时转换点，逐段采集上、下变坡点间高差，最后加和得到整个目标路段两变坡点间的高差[2]。

图2 连续水准测量法

2.2.3 计算阶段

2.2.4 效果评估

坡度快速测量方法的创新点在于：1）先利用数显水平尺获取整个行驶路线中各个坡段的大致坡度情况，再通过筛选找出整个路段中的最大坡段；若最大坡段的坡度值达到《场车规程》要求，则说明整个路线的坡度均可达标；采用该方法，无需对整个路线进行坡度测量，能够大大缩短观光车辆行驶路线坡度测量的时长，节约人力和物力资源；2）在变坡点高差测量阶段，采用分段测量和计算的方式，能够保证获取数据的精度，使该测量方法在满足便捷性和经济性要求的同时，提高测量精度，进而避免因坡度测量结果失真而导致观光车辆行驶安全隐患无法及时排除的问题。

2.3 特殊路段处理方案

观光车辆行驶路线的规划、敷设多依据景区原本的地形、地势特点，因此在使用坡度快速测量方法测量同一条路线的坡度值时，部分路段路面坡度的变化会比较复杂。为保证获取的坡度值能有效指导观光车辆行驶路线规划，并确保观光车辆日常行驶的安全性，在遭遇特殊路段时，可参考局部坡度未超标和坡度值正负转变方法处理。

2.3.1 局部坡度未超标

以观光车为例，在坡度测量过程中，某路段的平均坡度超过10%，但其中局部路面的坡度值未超标，该情况在实际坡度检测中所受的争议最大。部分检测人员认为：观光车行驶路线中，长度在20 m以上的坡道，其内部每一段路面的坡度均在10%以上才可被判定为坡度不合格；另有检测人员提出：长度在20 m以上的路段，其平均坡度达到10%即可视为不合格路线。现阶段，该问题还未在有关管理规范中给出明确解释，因此在实际工作中常出现检测判定矛盾。

观光车辆行驶路线坡度检测的核心目的是确保车辆行驶安全、稳定。若从行驶安全的角度出发，当观光车辆在距离较长的坡面上行驶时，易产生紧急制动需求，进而带来安全隐患，而《场车规程》对20 m以上长坡坡度的要求也是为了避免此类现象的发生[3]。因此，本文认为：依照路段平均坡度判断其是否合格更为合理，同样也能最大限度确保车辆行驶安全。如，某路线中存在3个坡段，第一坡段长度为15 m，坡度为15%；第二坡段长度为2 m，坡度为1%；第三坡段长度为16 m，坡度为20%。该路线的平均坡度未达到10%的限制，且存在局部路段达标、局部路段超标的情况。设定观光车下坡行驶的情境，当观光车从第三坡段向下经行时，因坡度较大车速难以控制，而第二坡段虽然非常缓，但因长度有限，难以发挥足够的缓冲作用，因此长距离、大坡度行驶的现象依然存在，易出现冲坡安全隐患。针对此类现象，应认定为超标路段，避免观光车在该路段经行。

2.3.2 坡度值正负转变

3 结论

在设计非公路用旅游观光车辆行驶路线坡度测量方法时，综合考虑了方法的便捷性、可操作性、经济性及测量精度，获取可靠的路线坡度信息用以路线规划指导。对于坡度测量中遭遇的特殊路段，其达标判定可以观光车辆行驶安全为第一角度，确保景区内观光车辆行驶路线设计合理、安全。

[1] 吴金星.非公路用旅游观光车辆行驶道路坡度的快速检验方法探讨[J].特种设备安全技术,2019(6):46-47.

[2] 刘标.对观光车辆行驶路线坡度测量中几种特殊情况的探讨[J].特种设备安全技术,2019(2):55,60.

[3] 刘标.非公路用旅游观光车辆行驶路线坡度测量方法研究[J].机电工程技术,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

温炯良，男，1985，硕士，工程师，主要研究方向：特种设备检验检测。E-mail: 99474827@qq.com

TP23

A

1674-2605(2020)03-0005-04

10.3969/j.issn.1674-2605.2020.03.005