国我汽车性能与道路状况适应性问题探讨.docx

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国我汽车性能与道路状况适应性问题探讨

我国汽车性能与道路状况适应性问题探讨

摘要

随着我国经济建设的不断发展，机动化进程的不断加快，我国面临着日益严重的交通问题，实质是车路矛盾的表现：

随着近年来我国人民生活水平的日益提高，汽车保有量也呈现出井喷式增长，而与此同时，我国的道路建设增长速度远远没有跟上汽车保有量的增长速度，一直以来，我国道路里程的年平均增长率不足5%，而在很多的百万人口以上大城市如北京、上海等，机动车保有量的增长率都在10%以上。

这种车路矛盾的现象必然会带来一系列的社会问题，如交通拥挤、秩序混乱、交通安全事故频发、污染加剧等。

本文主要研究了国内交通科技的发展现状，论文集中在传统的交通工程与车辆工程的交叉领域，在综合相关研究内容的基础上，开展了汽车性能及道路状况对道路交通状况影响的深入研究，得出汽车性能与道路状况之间优化可大大改善道路交通状况的相应结论，并通过对实际交通状况分析得出驾驶员驾驶模式对道路交通状况具有重大影响的结论，为充分发挥道路交通能力开创了新的思路，为解决交通效率低下及交通拥堵问题提出了新的解决途径并做出了有益的探讨；同时通过从汽车性能与道路交通安全之间的关系和道路状况与交通安全之间的关系研究，得出汽车性能与道路交通安全之间存在着正相关的关系，即若汽车的性能良好，那么交通安全状况就会提高；若道路状况良好，交通安全状况也就良好。

最后，通过比较得出，汽车的性能特征与道路状况之间存在着必然的联系。

有怎么样的道路状况，汽车就要有对应的性能配置去与之相适应，以此来提高道路交通状况，也为适合未来交通的车辆设计提供了一定的参考依据。

关键词:

汽车性能；道路状况；适应性；交通事故

TheStudyofVehiclePerformanceandtheAdaptabilityofRoadConditionsinChina

ABSTRACT

WiththeconstantdevelopmentofChina'seconomicconstructionandtheacceleratingprocessofmotorization,Chinaisfacingincreasinglyserioustrafficproblems,therealconflictistheperformanceofthecarriageway:

inrecentyears,withtheincreaseofthelivingstandardsofourpeople,carownershipwaspresentedagrowthspurt,atthesametime,thegrowthrateofChina'sroadconstructionhasnotkeptupwiththegrowthrateofcarownership.Foralongtime,theannualaveragegrowthrateofroadmileageofChinaislessthan5%,however,inmanybigcitieswithmillionsofpeoplelikeBeijingandShanghai,thegrowthrateofcarownershipismorethan10%.Thisparadoxisboundtobringaseriesofsocialproblemssuchastrafficcongestion,disorder,trafficaccidentsandincreasedpollution,etc.

Thispaperstudiedthesituationoftraffictechniqueofinland.Itcentersoninterdisciplinarysubjectbetweentraditionalcommunicationengineeringandautomotiveengineering,integratedtherelationalresearchandbasedonthis,developadeepstudyaboutvehicleperformanceandtheeffectsofroadconditionsonthetrafficcapacity.Andcarriedoutthecorrespondingconclusionthattheoptimizationofvehicleperformanceandroadconditionscangreatlyimprovethetrafficcapacity,andcarriedouttheconclusionthattrafficcapacityisaffectedsignificantlybydrivingpatternthroughanalysisofactualtrafficcapacity.Theconclusionblazeanewpathtoimprovetrafficcapacityandanewwaysofsolvinglowefficiencyoftrafficandtrafficjam.Throughthestudyoftherelationshipofvehicleperformanceandroadsafetyaswellastrafficsafetyandroadconditions,obtainthatpositivecorrelationexistsbetweenvehicleperformanceandroadsafety,thatis,ifthecarortheroadisingoodconditionthenitwillimprovetrafficsafety.Finally,bycomparison,necessarylinkexistsbetweentheperformancecharacteristicsofvehiclesandroadconditions.Withtheroadconditions,vehiclesmusthavethecorrespondingconfigurationtotheperformanceinordertoimprovetheroadtrafficconditions,meanwhileprovidesthereferencefordesigningsuitablevehiclesinfuturetraffic.

KeyWords：

vehicleperformance；roadconditions；adaptability；

trafficaccident

目录

1绪论1

1.1研究背景1

1.2问题的提出2

1.3国内外研究现状分析2

1.4研究的目的和意义2

1.5主要研究内容与方法3

1.5.1研究内容3

1.5.2研究方法3

2道路交通状况与汽车性能的现状综述4

2.1我国道路交通状况的基本现状及发展趋势4

2.1.1道路交通状况的组成条件4

2.1.2当前我国道路交通状况的特点5

2.1.3我国道路交通状况存在的一些问题6

2.2汽车的动力性能及燃油经济性的基本概念和衡量标准7

2.3汽车的安全性能及安全驾驶需要注意的细节8

2.3.1汽车的安全性能8

2.3.2汽车安全驾驶需要注意的细节8

3道路交通状况与交通安全之间的相关分析10

3.1道路抗滑性能与安全状况的相关分析10

3.1.1与抗滑性有关的路面构造10

3.1.2轮胎与路面间的湿摩擦模型分析10

3.1.3路面潮湿程度及路面构造对抗滑力的影响11

3.2道路交通安全的影响因素分析11

4汽车性能对节能环保和安全行车的相关分析15

4.1汽车性能对节能环保的影响15

4.1.1汽车车速与节能环保15

4.1.2驾驶策略对节能环保的影响16

4.2汽车性能对交通安全的影响16

5全文总结19

5.1主要结论及建议19

5.2研究成果20

5.3创新点20

5.4展望20

致谢22

参考文献23

1绪论

1.1研究背景

自改革开放以来尤其是进入2000年以后，我国经济处于快速增长阶段。

表1.1的第二列显示了我国近10年来国内生产总值GDP的变化情况，从中可以看出，我国GDP从2000年的99214.6亿元发展到2009年的335353亿元，几乎每年都维持10%以上的增长。

表1.1近几年中国GDP与汽车保有量对照表

年份

GDP/亿元

民用汽车保有量/万辆

2000

99214.6

1608.91

2001

109655.2

1802.04

2002

120332.7

2053.17

2003

135822.8

2382.93

2004

159878.3

2693.71

2005

183084.8

3159.66

2006

209407.0

3697.35

2007

257306.0

4358.35

2008

300670.0

5099.61

2009

335353.0

7619.01

随着经济的迅速发展，人民生活水平的日益提高，汽车保有量也呈现出井喷式增长。

而与此同时，我国的道路建设增长速度远远没有跟上汽车保有量的增长速度，一直以来，我国道路里程的年平均增长率不足5%，而在很多的百万人口以上大城市如北京、上海等，机动车保有量的增长率都在10%以上。

这就导致单位长度道路的汽车密度迅速增加，2006年，北京地区汽车保有量密度达到407.6辆/km，云南每公里城市道路保有量396.3辆，甚至西藏每公里城市道路保有量313.7辆，都远远超过每公里机动车密度270辆的国际饱和容量标准，车路矛盾日益突出[1]。

道路的超负荷运转必然会带来一系列的社会问题，如交通拥挤、秩序混乱、交通安全事故频发、污染加剧等。

同时我国也是道路交通事故多发国家，我国的道路交通事故死亡总人数远远高于世界上其他国家，我国以占全世界3%的道路和6%的机动车辆，产生了占世界9%的道路交通事故死亡人数。

例如，根据《2007苏州城市道路交通发展年度报告》，2007年苏州市区主要道路的平均行程车速为每小时36.2km，比2006年每小时下降了1km；而在北京、

上海等大城市，中心区车道高峰小时饱和度达95%，全天饱和度超过70%，持续堵塞可达6.5km以上，车速下降到每小时10km左右[2]。

汽车尾气含有一氧化碳、氮氧化合物及碳氢等有害气体，将会对城市环境带来严重污染。

目前，汽车排放的尾气污染已经占了城市大气污染的70%以上，并且随着汽车保有量的增加将会进一步加剧。

由此可见，由于汽车保有量增加和道路建设造成的问题已经成为制约社会经济持续发展的瓶颈问题。

如何针对这一系列日益严峻的社会问题制定相应的解决对策是当前迫切需要解决的问题。

1.2问题的提出

解决道路交通问题的很重要一条就是增加道路里程，大力发展道路建设。

然而单独的建设道路并不足以从根本上解决这些问题，其中一个重要的原因是：

在进行交通规划、道路修建、灯控路口的配时等相应的科学活动的前提是车辆按既定的方式和速度行驶，一旦车辆的运动状态背离了原始初衷，一系列的交通混乱将会引发，如：

交通延误、交通堵塞、交通事故……因此在加强道路建设的同时，更重要的是从最根本最基础的方面，即从道路和车辆性能的相关关系上来寻求解决的途径。

在规划道路通行能力以及解决交通安全方面，充分考虑汽车性能与道路通行能力的匹配。

1.3国内外研究现状分析

目前，国外对道路通行能力的研究起步较早，在理论研究方面已取得较大的进展，各方面的标准也基本达到系统化。

一些先进的通行能力分析软件如美国HCS系统已经非常成熟，而美国HCM公路通行能力手册或指南也达到了一定的系统和权威。

中国目前的交通状况类似于美国的四五十年代，汽车数量急剧增加，公路建设方兴未艾。

但长期以来，由于中国对道路通行能力的研究尚未形成统一系统的方法，缺少适合中国国情的参数、模式和通行能力分析体系，中国通行能力的研究一直是一个薄弱环节。

标准的制订基本上沿用了国外的一些研究汽车性能及运用对城市道路通行能力影响研究成果，不能反映中国道路交通的实际运行特性。

中国目前的交通组成、管理方式等方面与国外有着明显的差别，国外的研究成果并不能适合中国的国情，不能一味照搬。

1.4研究的目的和意义

通过研究汽车、道路交通状况相关关系，找到他们之间的相互促进、相互抑制的方式方法；结合国内汽车性能特点，深入分析中国道路交通状况并加以优化；为道路交通建设提出建设性的意见，同时针对道路交通状况，提出优化的汽车驾驶策略，更进一步，由此提出道路交通对未来汽车性能的设计的需求，能够对中国未来汽车的发展起到良好的指导作用。

因此搞好这项研究工作对优化道路交通通行状况具有重要的科学意义和现实意义，其具有潜在的不可估量的经济效益和社会效益。

1.5主要研究内容与方法

1.5.1研究内容

第一部分：

介绍了我国汽车性能和道路的发展状况，并且对国内外的研究进行了一定的综述，得出本文进行这一研究的重要性以及它的理论意义和实践意义；

第二部分：

主要研究了道路交通状况与汽车性能的现状，并提出安全驾驶需要注意的若干细节；

第三部分：

探讨了道路交通状况与交通安全之间的相关分析，得出这两者之间存在着正相关的关系；

第四部分：

从节能环保和安全行车两方面出发，探讨了与道路状况相适应的、可最大发挥汽车实际使用性能的方法；

第五部分：

主要是本文的结论和分析。

1.5.2研究方法

在研究的过程中，始终使用系统的分析方法，将汽车性能和道路状况放到整个道路交通系统中去考虑，力图理顺各要素之间的关系。

以理论联系实际、理论指导实践、实践检验理论的方法进行深入研究。

2道路交通状况与汽车性能的现状综述

2.1我国道路交通状况的基本现状及发展趋势

随着我国经济建设的不断发展，机动化进程的不断加快，城市交通拥堵问题已越来越严重。

我国80年代以前，城市建设发展缓慢，机动车增长也不是很快，城市交通比较通畅。

这个时期，国人对发达国家城市交通公害大惑不解，甚至还为自己的城市不曾有此等公害而暗自庆幸。

然而，城市交通拥堵就像人体内凶恶的癌细胞悄然滋生与扩散一样，开始“侵害”我们几乎所有的大城市。

主要是80年代之后，城市基础设施建设投资不足，造成严重的供需失调，各大中城市普遍出现交通问题，同时由于机动车开始剧增，交通堵塞严重，特别是90年代以来，机动车增长最快，车流更加集中，走不动、停不下，交通矛盾极其尖锐，交通拥堵问题已成为制约城市发展的重要因素[3]。

造成城市交通拥堵的根本原因是“供不应求”，对于交通设施的供给满足不了交通的需求。

据资料显示，北京路年递增不足4%，而车年递增超过10%，供需矛盾不断激化，交通拥堵日益严重已成为不争的事实。

那么如何解决城市的交通拥堵问题呢?

不少城市采取了多修路的办法，结果却事与愿违，路修越多，可城市的交通却越来越拥挤。

这是因为道路的修建导致了新的交通需求，间接刺激了汽车行业的发展，结果车的增长速度远远大于路的增长速度，成了恶性循环。

所以解决城市交通拥堵问题的关键不仅仅在于多修路，也在如何合理地组织城市交通，使车流、人流安全、快速地行进，使得“供”满“求”，交叉口是城市道路网的咽喉，是交通堵塞和事故的多发地。

如日本大城市的机动车在市中心的旅行时间约l/3发生在交叉口，交通事故的60%以上发在平面交叉口及其周围；美国交通事故约一半以上发生在交叉口。

我国交叉口的交通问题更为严重，首先，我国许多城市路网密度较低，干道间距过大，支路短缺，功能混乱，属于低级的交通系统，难以适应现代汽车交通的需求；其次，许多城市路口由于道路占地有限，面积较小，且存在大量的非机动流和人流，导致机动车、非机动车、行人常常交织在一起，形成混合交通流，严重影响了交叉口的通行能力。

因此，解决城市交叉口的交通拥堵及安全问题是解决城市交通拥堵问题的重要环节。

同样，解决城市交叉口的交通拥堵及安问题关键在于如何合理地进行交通组织。

2.1.1道路交通状况的组成条件

道路交通是“人、车、路、交通环境”四个要素组成的一个统一的有机体。

道路作为道路交通的四大要素之一，是道路交通的物质基础，也是交通管理的主要对象。

道路条件的好坏，可能直接作用到道路交通的主体人和车，从而直接影响到交通的安全。

道路条件包括道路的几何参数，道路的交通特性，工程设施和附属建筑以及为驾驶员、乘客、交通工具以及其他服务的建筑物与设施。

所有这

些因素都影响道路状态、汽车的行进情况、驾驶员的自我感觉、其最终结果是影响交通状态和交通安全。

道路几何参数中的纵坡值、直线长度、平面中的曲线半径和能见度对交通状态、行驶速度和交通安全都有很大的影响。

另外，道路交通特性对交通安全也有着重要影响[4]，其中最主要的是路面平整度和附着系数。

这两个参数主要与路面结构有关，并以路面和路肩状态的影响最大，在自然气候的作用下，路面可以是干燥清洁的、干燥肮脏的、潮湿清洁的、潮湿肮脏的，局部或全部被冰雪、薄冰、水覆盖的。

所有这些状态，可用路面平整度和附着系数的指标进行综合的评价。

2.1.2当前我国道路交通状况的特点

道路交通安全受到人-车-路以及交通环境这四位一体的因素影响，而中国的交通安全环境虽有所改善，但也不容乐观。

具体表现在[5]：

（1）混合交通状态严重

对交通事故产生的交通特点分析可知，混合交通条件下发生的交通事故占总数的5.9%，同时还是主要的死亡原因（占67.2%）；当混合交通且缺少交通控制时，造成的交通事故占总数的50.8%，死亡人数占62.4%（1998）。

（2）车辆性能差

车辆是现代道路交通得以实现的主要因素，车况的好坏、车辆的性能等直接影响着道路交通的安全。

与发达国家相比，我国交通运输中的车辆总体特征表为：

耐用好修，适应炎热、严寒的气候，无装饰，车辆只具备基本性能。

目前国内车辆普遍不适应持续高速行驶的工况，因此在高速公路上表现不佳；机动车的性能不佳、机件失灵或零部件损坏，均可成为直接导致交通事故的因素。

（3）机动车辆组成结构畸形

国内机动化水平低但交通事故率高。

国际经济合作和发展组织（OECD）的研究报告还表明，发达国家（这里指OECD成员国）的交通事故和机动化水平与亚洲和其他发展中国家相比较，亚洲国家的机动化水平最低，但交通事故率最高。

据公安部网站消息，截至2009年6月底，全国机动车保有量为176551129辆。

其中，汽车69626031辆，摩托车91226621辆，挂车1035036辆，上道路行驶的拖拉机14641767辆，其他机动车21674辆。

因此，车辆整体性能较差。

而由这些车辆组成的混合交通流将对交通安全构成致命的威胁。

（4）非职业驾驶员肇事情况有上升的趋势

当前非职业驾驶已成了人们新生活方式中一种不可或缺的风景，且越来越成了一种潮流，一种时尚，随着私家车数量的增加，大量非职业驾驶员的出现，这对我国滞后的交通设施和日益严重的交通形势提出了新的挑战，必然导致交通事故量的增加。

（5）道路等级低

尤其是在我国农村地区，由于大部分公路等级低，技术状况差，导致自我发展能力差，制约着农村经济的发展，另外，在我国具体的交通工程实践中，还普遍存在着单纯地为提高道路等级，简单地将道路路面硬化的做法。

其结果只能是使驾驶员产生错觉，导致交通事故。

（6）交通参与者普遍素质较低

目前，部分交通参与者交通法观念和交通安全意识淡薄，导致交通违法严重，交通事故突出。

参与者的整体素质较低主要表现在以下两方面：

一是机动车驾驶人员素质不高。

二是群众交通安全和交通法制意识淡薄。

另外，受传统观念影响，一些交通参与者没有认识到交通违法行为的严重后果，不认为交通违法行为是违法行为，随意违法行车、走路，甚至逃避、抗拒执法现象时有发生。

（7）交通管理的水平不高、手段乏力

由于受计划经济体制的长期影响，许多城市的道路交通管理工作仍然处于经验型管理为主的状态，普遍存在缺乏整体的交通发展战略、政策法规不配套、交通规划实施不力、管理手段科技化水平不高、交通组织不合理等方面的问题。

现有的管理手段也还没有达到最佳状态，勤务制度不尽合理，路面执勤警力普遍不足，而且少数交通民警素质不高，责任心不强，水平不高，手段乏力，影响了管理效能。

2.1.3我国道路交通状况存在的一些问题

一、关于交通流如果不能合理描述和正确预测交通流，那么交通指挥、控制、诱导、管理都丧失了基本前提，各种理论的应用将无处生根。

城市车流具有十分复杂的时空分布特性、非平稳性和可变性，在同样的时间不同地点，以及同样地点不同时间车流都会有很大变化：

一天中有上下班的高峰，在高峰时段的需求是非高峰时段的好几倍，因此城市交通问题必须考虑不同车流情况下的指挥控制问题。

车辆是由人来驾驶的，人的心理和习惯都会影响车流和交通，同时也就产生了许多难以用物理学理论来解释的现象[6]。

二、关于交通网络交通网络由纵横交错的道路组成，相交的道路有平面交叉和立体交叉。

交叉点对交通影响极大，据统计城市车辆三分之二以上的延误都发生在交叉口，交通的指挥、控制、诱导、管理主要是在这些节点处进行。

道路交通网的复杂在于它不是各路段、各交叉口的简单汇集，而是有非常强的相互作用：

一个路口四个方向来的车流（考虑到直行和左、右转有12种可能）源于相邻的路口，而车流通过该路口后产生经信号灯调制过的车流又成为相邻路口的输入；城市道路网不仅具有拓扑结构，而且还有距离结构：

从一个路口到达下一个路口的时间由连接的路段长度及车速决定，一个路段上停下等待绿灯放行的车辆总数也受路段长度限制，在城市中心区域交叉密集处尤为明显。

因此城市道路网与电网，通讯网络等有许多本质不同。

这两方面困难的克服，都需要有概念和方法上的创新。

城市道路交通问题的核心是供需矛盾。

供应主要由道路交通设施决定，需求则与城市功能布局、社会经济发展水平相关。

需要指出的是汽车保有量并不是影响需求的决定因素：

例如东京机动车日均行驶里程在50km左右，而上海则在60km以上，同样数量的机动车会产生相当不同的交通需求。

在供需给定之后，交通管理就成为提高效率、减轻供需矛盾的关键所在。

对城市功能布局已有不少专门的研究，对经济发展引起的交通需求的预测估计也有研究，对发展公共交通，引导减少私家车使用也有许多政策研究。

但是，在大多数情况下，改变城市功能的布局相当困难，增加交通设施建设也受到资金、土地的制约，两者的周期都很长且不同城市间研究的前提差异很大。

相比之下，交通管理则更有现实针对性和普适性。

2.2汽车的动力性能及燃油经济性的基本概念和衡量标准

汽车的动力性指标主要由最高车速、加速能力和最大爬坡度来表示，是汽车使用性能中最基本的和最重要的性能。

在我国，这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准，通过样车测试得出来的[7]。

汽车动力性能的主要衡量指标有：

（1）最高车速：

指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大行驶速度。

按我国的规定，以