TRANSPOWORLD 2011 No.22 (Nov
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车舒适性是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不
会因为车身振动而引起不舒适和疲劳的感觉，又称乘坐舒适性。人体对振动的反应相当复杂，由于人体对振动的反应不仅取决于振动的强度，而且还与频率有关。此外，对于不同的人，不同的身体部位，不同的作用位置和方向，作用的时间长短等均会影响人体对振动的反应。故与振动频率有关的舒适性评价包括客观测量和主观感觉两方面。人体对振动反应的客观影响因素主要有：振动的幅值和频率；作用的位置和方向；作用时间。
人体对振动反应的主观影响因素包括个人心理与生理方面的差别和变化。因此，对做乘坐舒适性的定量评价一直是一个有争议的问题。随着实验数据和研究结果的完善，所制定的标准也越来越合理。
乘坐舒适性评价的国际标准
广汽菲亚特菲翔两厢目前应用最为广泛的乘坐舒适性评价标准来自于ISO2631，国际标准化组织ISO 在1974年颁布了ISO2631的最初版本——《人体承受全身振动评价
指南》。随着测量数据的不断增多，ISO 对最初版本进行了大量不断的修订和完善。
1974年版的ISO2631标准推荐值均以试验数据为依据，如图1所示。被试验人员承受竖向、横向和纵向的不同频率范围内的正弦波振动，根据所得试验数据，用以下三个推荐的指标来表征加速度界限值。
暴露界限：人体可承受的振动量上限，如超过此界限，可能损害人体健康。
疲劳-工效降低界限：该指标与人能保持工作效能有关，在此界限内，人能够正常驾驶和操作。
舒适性降低界限：保持良好感觉及舒适性界限。
这些界限值均以1~80Hz振动频率范围内不同暴露时间下的加速度方均根值来表达。
应用上述界限指标，主要问题是
这三个指标都是指某特定频率下受到的激励，而实际上车辆通常受到的激励是不同频率成分组成的随机振动。因而可采用两种方法来处理这个问题：一是通过计算测量得到1/3倍频带的加速度
方均根值，并将它与这一带宽的中心极限频率相比较来进行评价；二是根据界限曲线采用滤波方法将1~80Hz内的测量信号进行频率加权，这样就可以求出一个总体的加速度方均根值，然后将该值与敏感频率范围（如垂向振动的
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敏感频率范围为4~8Hz）的极值进行比较，以此来
评价车辆的舒适性。一般第二种方法比第一种方法应用更为广泛。
1974年版标准颁布之后，人们发现很多问题，主要有：
“疲劳-工效降低界限”指标不合理，因为它只与某些特定作业有关，即与手的操作和视觉灵敏度等相关的作业有关。另外，拿不出证据来说明疲劳工效降低与受振时间的关联程度，事实上，任何作业能力的丧失都是瞬间发生的。
界限曲线中均未定义1Hz 以下的情况，而实际上乘车人员对该范围内的振动分量反应也很明显。
在长时间暴露于振动环境中，对时间因素的过多依赖似乎不太现实。
此标准中没有包括关于角振动的评价方法。
针对上述问题，国际标准化组织对ISO2631最初版本进行了不断的修订，变化主要有:标准中不再规定振动界限，而是以几个附录的形式给出了各种振动水平可能产生效应的最新信息；特别强调在没有证据支持的情况下，就不作指标精度方面的要求。
目前最新的舒适性评价标准为ISO2631-1：1997（E ），其基本频率范围扩展到0.5~80Hz。新标准规定，竖向频率加权函数的最敏感频率范围为4~12.5Hz，其中4~8Hz频率范围内，人体内脏最易产生共振；而8~12.5Hz范围的振动对人体脊椎系统影响最大。水
平频率加权函数的最敏感频率范围为0.5~2Hz,约3Hz 以下时水平振动比垂直振动更敏感。新标准规定用加速度方均根值a w 反应人的舒适性感觉，见表1。
高速公路行车舒适性评价体系
文/赵锐军
保时捷 macan图1 ISO2631(1974年版暴露界限、疲劳-工效降低界限及舒适性降低界限（1min 24h内全身所受振动）
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2011年第22期 《交通世界》(11月下舒适性评价的其它指标
国际上除用竖向和水平振动加速度进行舒适度评价外，还有Janeway 舒适度系数J 、Spering 舒适度指标Wz 、Dieckmann 指标K 等。车牌摇号
1948年Janeway 提出承受振动的人体舒适度评价标准，认为影响人体舒适性的主要因素是：在低频时为加加速度，中频时为加速度，高频时为速度。并给出了计算评价指标J 的计算公式。计算所得J 值在Janeway 准则曲线之上时，振动将引起疲劳和极不舒适的感觉。Janeway 标准是日本铁路常用的评价标准，日本桥梁刚度值的制定是以此为参照标准的，但该标准未直接与承受振动的时间相联系。
1957年德国学者Dieckmann 提出了K 系数法，但这个标准是在振动确定性输入下建立的，并且试验是单向振动的。例如对于竖向振动，当振动频率f<5Hz时，狄克曼指数K=af2，a 为竖向振幅。狄克曼指标K 评定标准如表2所示。
ducatiSpering舒适度指标Wz 系由德国铁路车辆试验研究所斯佩林等人提出的，该指标经验公式为：
式中：Z ——振动幅值；f ——强振频率；
F （f ）——与振动频率有关的函数，称为频率修正系数，表示人对不同振动频率敏感程度的修正。并建立了Wz 值舒适度评价标准，见表3。
Spering （斯佩林舒适度）评价标准主要用于评定车辆运行的稳定性，将其与疲劳时间评定标准比较，发现Wz = 3.0（客车合格）的标准相当于疲劳时间5.6h ，也就是说按Wz = 3.0的标准来限制车辆的振动，其舒适度是较高的。大连二手车市场
目前国际上并没有一个统一的舒适度评价指标，上述各个指标都有人在用。欧洲国家多采用Spering 指标Wz ；日本以Janeway 舒适度系数J 作为评价标准；我国汽车行业采用振动加速度评价汽车乘坐舒适性；我国铁路部门则采用振动加速度和Spering 指标Wz 来评价乘坐舒适性。
我国《京沪高速铁路设计暂行规定》对我国高速铁路行车舒适性指标的取值标准进行了规定：ISO （国际标准化组织）把振动对人体的影响用疲劳时间T 表示，从维修工作效能、健康和舒适度出发，提出三种限度：工效下降限度、承受限度和舒适度下降限度。当人体
连续受到机械振动经一段时间后便因疲劳而使工作效能下降。根据研究结果，ISO 给出了以加速度和频率为坐标
确定的工效下降时间限度曲线，另外两种限度的曲线形状与工效下降时间限度曲线相同，但其值不一样。将工效下降曲线的振动加速度乘以2可得承受限度
曲线，将工效下降曲线的振动加速度除
以3.15可得舒适度下降限度曲线。ISO 给出的评定曲线最短时间为1min ，在1min 的时间内，对于竖向振动，以频率在4~8Hz所允许的加速度最小，其值约为0.3/3.15=0.095g。一般高速下1min 列车运行几千米，因此1min 评定时间显得过长。故根据ISO 的标准和参照国家“八五”科技攻关项目“高速铁路线桥隧设计参数选择的研究”中的子课题“高速铁路轨道不平顺日常养护维修管理标准的研究”中所采用的舒适度限值标准，取为竖向加速度不大于0.13（半峰值）、水平加速度不大于0.1（半峰值）。这一限制标准与线路养护维修标准一致，并且计算时将轨道的不平顺考虑在内，实际上是要求车辆在桥上运行的舒适度并不比线路上差。
我国公路行业目前还没有有关乘坐舒适性评价方面的规定，在有关行车舒适性方面的研究文献中，上述指标均有用到。哈尔滨工业大学的李江龙等人，在基于车桥耦合振动分析的斜拉桥行车舒适性评价分析中，采用振动加速度的1/3倍频程评价法对过桥车辆的行驶舒适性进行了评价；华中科技大学的李黎等人，在移动荷载作用下特大悬索桥的行车舒适性的研究中，同时采用了Dieckmann 指标和Spering 指标来评价行车舒适性；哈尔滨工业大学的单丽岩等人，在行车舒适性路面不平整度评价标准的研究中，采用了十自由度的整车模型为研究对象，以振动加速度作为行车舒适性的评价标准；课题组在以渝黔高速公路平摊子大桥为基础，研究PC 板梁徐变上拱对高速行车舒适性的影响分析中，同时采用了振动加速度和Dickman 指标两种舒适度评价方法。
结论
上文介绍了行车舒适性的概念，以及几种舒适性的评价标准。为行车舒适性的设计方法研究提供了评定依据。
作者单位：张家口路桥建设集团有限公司