Cycling Comfort on Different Winter Road Conditions

Abstract

Sykkeltransport har en rekke fordeler for samfunnet, men andelen sykkelreiser om vinteren synker i kalde regioner. Vinterføre på veiene fører til en rekke problemer for syklister, blant annet redusert sykkelkomfort. På bare veier kan sykkelkomfort bli beregnet ved å analysere vibrasjonene syklisten blir utsatt for. Sammenhengen mellom økte vibrasjoner og redusert sykkelkomfort er tydelig, og kan bli målt ved bruk av akselerometre. På vinterføre er det derimot ingen tydelig sammenheng mellom sykkelkomfort og vibrasjoner. En bedre forståelse av hvilke faktorer som påvirker sykkelkomfort på vinterføre er derfor av interesse. Datainnsamlingen foregikk ved å sykle på ulike typer vinterføre med én sykkel. Sykkelen var utstyrt med et akselerometer og et gyroskop på styrestemet for å måle vibrasjoner og vinkelhastigheter til styret. Vinkelhastighet rundt x-aksen hadde den høyeste korrelasjonen med opplevd komfort, og viste seg å være bedre egnet til komfortanalyser på vinterføre enn analyser av vibrasjoner. Dybde av løssnø var den viktigste egenskapen til føret relatert til sykkelkomfort, men dybde av kompaktert snø hadde også en påvirkning. Krav til maksimal snødybde på sykkelveier er derfor viktig for å sikre komfortable sykkelforhold gjennom vinteren. Bedre kunnskap om sykkelkomfort på vinterføre kan bli anvendt til å drifte sykkelveier slik at vintersykling blir mer komfortabelt. Kunnskapen kan benyttes til å kostnadseffektivisere vinterdrift av sykkelveier samtidig som syklistenes behov blir oppfylt.

Transportation by cycling has several benefits for the society, but the share of cyclists is decreased during winter in cold regions. Reduced cycling comfort is one of the problems caused by the winter conditions. Cycling comfort on bare roads can be measured by analysis of vibrations transmitted to the cyclist, where the correlation between vibrations and comfort is clear. Accelerometers are commonly used for this. However, there is no clear relation between cycling comfort and vibrations on winter conditions. A better understanding of the factors that affects cycling comfort on winter conditions is therefore of interest. A bicycle instrumented with a sensor consisting of an accelerometer and a gyroscope was ridden on different winter conditions. The sensor was placed on the bicycle stem to measure angular velocities of the handlebars, related to steering and balancing the bicycle. Measurements of angular velocity around the x-axis had the highest correlation with perceived comfort. The parameter was found to be better suited for comfort analysis on winter conditions than vibrations. The depth of loose snow was the most important parameter of the surface condition related to cycling comfort. However, the depth of compacted snow influenced cycling comfort as well. Therefore, requirements for total depth of snow on bicycle lanes is of essence when facilitating for winter cycling. Better knowledge of cycling comfort on winter conditions can be applied to optimize winter maintenance of bicycle lanes, which can ensure comfortable cycling conditions during winter.