Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Способы оценки и прогнозирования загрязнения атмосферы выбросами автомобильного транспорта 12
1.1 Основы СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ 14
1.2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ СУММАРНЫХ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ТРАНСПОРТНЫМ ПОТОКОМ НА ГОРОДСКИХ АВТОМАГИСТРАЛЯХ 19
1.3 ЦЕЛИ и ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2 Глава 2 Система мониторинга состояния и условий движения на улично-дорожной сети городов 32
2.1 АНАЛИЗ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА И ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМОБИЛЬНОГО ПАРКА КРУПНЫХ ГОРОДОВ 36
2.2 ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ СОВРЕМЕННЫХ ГОРОДОВ 42
2.3 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ УДС ГОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 44
2.3.1 Анализ общего роста интенсивности дорожного движения на УДС города 48
2.3.2 Анализ суточной интенсивности транспортного потока на УДС города. 49
2.3.3 Структурный анализ транспортного потока 56
2.3.4 Исследование недельных колебаний интенсивности транспортных потоков 57
2.3.5 Анализ скоростных параметров транспортных потоков 64
2.3.6 Анализ количества ежедневно эксплуатируемого автотранспорта 69
2.3.7 Анализ сезонной динамики изменения параметров движения в выбранных сечениях УДС 75
2 А ПРОГРАММА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ И УСЛОВИЙ ДВИЖЕНИЯ НА УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ ГОРОДОВ 77
3 Глава 3 Методика определения расхода топлива транспортным потоком на городских автомагистралях 80
3.1 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА 81
3.1.1 Основные допущения, принятые в расчётах 82
3.1.2 Определение параметров ездового цикла 84
3.1.3 Выбор базовых моделей автомобилей транспортного потока 86
3.2 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА ПРИ ДВИЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ ПО ПЕРЕГОНУ 89
3.2.1 Расчёт внешней скоростной характеристики двигателей базовых автомобилей 89
3.2.2 Определение возможности движения автомобиля на каждой передаче 91
3.2.3 Расчёт расхода топлива при равномерном движении автомобиля 98
3.2.4 Расчёт расхода топлива при переключении передач, торможении и остановке автомобиля.98
3.2.5 Расчёт расхода топлива при разгоне автомобиля 99
3.2.6 Корректировка расхода топлива по уровню нагрузки на двигатель 101
3.2.7 Алгоритм расчета расхода топлива при движении базовых моделей автомобилей 103
4 Глава 4 Определение выбросов загрязняющих веществ транспортными потоками на примере г. Перми 107
4.1 ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА ТРАНСПОРТНЫМ ПОТОКОМ 108
4.1.1 Моделирование основных параметров ездового цикла. 108
4.1.2 Упрощение методики при помощи введения расчётных и корректирующих коэффициентов 115
4.1.3 Расчёт расхода топлива транспортным потоком, движущимся по УДС города 122
4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ТРАНСПОРТНЫМ ПОТОКОМ, ДВИЖУЩИМСЯ ПО
УДС ГОРОДА, ПО РАССЧИТАННОМУ РАСХОДУ ТОПЛИВА 125
4.2.1 Химические реакции при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания 126
4.2.2 Определение состава и концентрации токсичных компонентов в отработавших газах. 127
4.2.3 Определение массы выбросов загрязняющих веществ транспортным потоком на УДС
города 134
4.3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ТРАНСПОРТНЫМ ПОТОКОМ НА
УДС ГОРОДА 137
5 Глава 5 Геоинформационная система по оценке влияния автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы городов 139
5.1 РАСЧЕТ РАССЕИВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ 139
5.1.1 Алгоритм расчета приземных концентраций при рассеивании вредных веществ отработавших газов автотранспорта в условиях города 139
5.2 МЕХАНИЗМ ПОСТРОЕНИЯ КАРТОГРАММ РАССЕИВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ВЫБРОСОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА В АТМОСФЕРЕ КРУПНЫХ ГОРОДОВ 142
5.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВБЛИЗИ КРУПНЫХ ГОРОДСКИХ МАГИСТРАЛЕЙ 146
Заключение 151
Список использованной литературы 154
Приложение 1 164
Приложение! 165
Приложение 3 167
Приложение 4 168
Приложение 5 169
Приложение 6 171
Приложение 7 172
Приложение 8 173
3
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ТЕРМИНОВ
А/м - автомобиль.
Авт. - автобус.
АПК - аппаратно-программный комплекс.
АТС - автотранспортное средство.
АХХ — активный холостой ход.
ВАД - Водитель - Автомобиль - Дорога.
ГА - грузовой автомобиль.
ГИС - геоинформационная система.
ДВС - двигатель внутреннего сгорания.
ДД - дорожное движение.
ЕЦ - ездовой цикл.
ЗВ - загрязняющие вещества.
КПД - коэффициент полезного действия.
ЛА - легковой автомобиль.
ОГ - отработавшие газы.
ПГТУ - Пермский государственный технический университет.
ОНД - отраслевой нормативный документ.
ПДК - предельно допустимая концентрация.
ТП - транспортный поток.
ТС - транспортное средство.
ТХ - техническая характеристика.
УДС - улично-дорожная сеть.
СО - оксид углерода.
NOx - оксиды азота.
СХНУ- углеводороды (гидроводороды).
SO2 - оксид серы.
УДС - улично-дорожная сеть.
- Основы СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ
- Анализ суточной интенсивности транспортного потока на УДС города.
- Выбор базовых моделей автомобилей транспортного потока
Введение к работе
Состояние окружающей среды является одним из основных параметров, по которому можно охарактеризовать качество жизни населения, и в условиях постоянно ухудшающейся экологической обстановки следует отметить, что качество жизни жителей российских городов неуклонно падает /3,4,21,22,45/. Ежегодно хозяйственная деятельность человека доставляет только в атмосферу 350 млн. тонн окиси углерода, более 50 млн. тонн различных углеводородов, 150 млн. тонн двуокиси серы /40,86/. Поэтому уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми, как промышленными предприятиями, так и автомобильным транспортом, является на сегодня одной из важнейших проблем, стоящих перед современным человечеством 111.
В начале 90-х гг., с наступлением экономических преобразований в России, парк автомототранспортных средств увеличился более чем в 2 раза, по сравнению с 1985 годом. Россия вступила, в так называемую, стадию «взрывного роста», и к 2005 году на 1000 россиян будет приходиться до 250-300 единиц транспорта, что будет сопоставимо с уровнем европейских стран (Трофименко Ю. В.). Высокие темпы автомобилизации ведут к резкому осложнению дорожной обстановки /70,98,101/. Одной из существенных причин ухудшения транспортной ситуации в городах является сложившаяся диспропорция между темпами развития улично-дорожной сети и темпами роста количества автотранспорта, которая приводит к ухудшению условий движения, заторам, росту задержек, увеличению расхода топлива /59/. Для крупных Российских городов, в том числе и для Перми, такая ситуация становится типичной /73/.
Автомобильный парк ежегодно потребляет 200...220 млн. т. кислорода, что составляет около 8 % его воспроизводства над территорией страны.
Основную массу загрязнений, выделяемых автотранспортными средствами, составляет оксид углерода (угарный газ) - 78,4 %, далее следуют углеводороды (9,8 %) и диоксид азота (9,6 %) /5,51/. В атмосферу автомобильными двигателями ежегодно выбрасывается 20...27 млн. т. монооксида углерода, 2,0...2,5 млн. т. углеводородов, 6...9 млн. т. оксида азота, до 190 т. соединений серы, до 100 тыс. т. сажи, 13 тыс. т. соединений тяжелых металлов, 200...230 млн. т. двуоксида углеводорода, а также до 3,110 МДж теплоты /31,38/. При этом объем выбросов вредных веществ дизельными ТС составляет 4,4...5,2 млн. т. год, и в том числе СН и NOx -2,9...3,3 млн. т., твердых частиц (включая соединения) около 0,2 млн. т. /40/. Общий объем выбросов нормируемых вредных веществ парком ТС в пересчете на СО составляет порядка 300...400 млн. условных тонн в год 111.
В масштабах страны доля автотранспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников достигает 45 %, в выбросах парниковых газов - примерно 10 %. Выбросы автомобильного транспорта значительно превышают выбросы других видов транспорта и составляют 93 % от всех выбросов транспорта (Амбарцумян В.В.).
Автомобильный транспорт выбрасывает в атмосферу 28 различных компонентов загрязняющих веществ /37,50,79/. Источники выбросов загрязняющих веществ в случае с автомобильным транспортом находятся непосредственно в области органов дыхания человека и имеют максимальную концентрацию в приземной зоне на уровне 1,5-2 метра. Городские жители в течение длительного времени находятся вблизи источников выброса вредных веществ и подвергаются их воздействию.
Таким образом, автомобильный транспорт, являясь одним из определяющих факторов мировой экономики, наносит колоссальный ущерб, загрязняя окружающую среду.
Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду многосторонне. Его воздействие распространяется на следующие элементы окружающей среды и здоровье человека /97,100/:
При производстве автомобиля происходит потребление ресурсов (сырьё для производства и эксплуатации автомобиля, топливо, кислород, вода и т.д.);
При строительстве транспортной инфраструктуры (автомагистрали, СТО, АТП, АЗС и т.д.) происходит выбытие земель из сельскохозяйственного оборота, отводятся земли лесных и горных массивов;
В процессе эксплуатации автомобиля происходит загрязнение атмосферы газообразными веществами (отработавшие газы, картерные газы, углеводороды испаряющегося моторного топлива, выбросы предприятий, обслуживающих автомобиль);
Также в процессе эксплуатации автомобиля в атмосферу выбрасывается пыль, в состав которой входит: придорожная пыль, сажа, продукты износа автомобильных шин и фрикционных элементов;
Определённый ущерб окружающей среде наносится и при утилизации узлов и агрегатов автомобиля;
Автомобиль является источником шума и вибрации, а также теплового и электромагнитного излучения.
Оценка негативного воздействия автомобиля на окружающую среду является комплексной задачей, и решение ее основывается на минимизации воздействия всего автотранспортного комплекса на среду обитания человека /100/.
Цель работы - создание системы мониторинга влияния автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы крупных городов осуществлялось на примере г. Перми, одного из крупнейших промышленных
городов с населением более 1 миллиона человек. Городу Перми, как и всей Пермской области, также присущи все те негативные последствия, связанные с бурным развитием дорожно-транспортного комплекса /82,88/. В масштабах области в 2002 году выбросы загрязняющих веществ автомобильным транспортом составили 142,2 тысяч тонн или 18% от общего вала выброса, что на 9 тысяч тонн больше чем в 2001 году. Из всех основных загрязнителей атмосферы Пермской области (рис. 1) автомобильный транспорт имеет наиболее устойчивую и выраженную динамику повышения выбросов ЗВ в атмосферу, которая естественным образом отражает динамику роста состава автопарка/18/.
В городе Перми ситуация с выбросами ЗВ автотранспорта обстоит более серьёзно, чем в области, т.к. здесь автотранспорт является основным загрязнителем атмосферы. В Перми в 2002 году выбросы загрязняющих веществ автотранспортом составили 62 тысячи тонн или 58% от общего вала выбросов, что на 8 тысяч тонн больше чем в 2001 году /60/.
По самым приблизительным подсчетам автомобильный парк крупного российского города с миллионным населением и уровнем автомобилизации на уровне 200 авт. на 1 тыс. жителей, коим является г. Пермь, потребляет в сутки около 600 тонн автомобильного топлива. При соединении топлива с атмосферным воздухов в камере сгорания ДВС автомобиля образующаяся масса отработавших газов для всего парка транспортных средств будет равна:
6,75 тыс. тонн в сутки для бензиновых автомобилей
8,7 тыс. тонн в сутки для дизельных автомобилей
Итого, суммарное количество отработавших газов всего парка транспортных средств г. Перми за сутки составляет 15,45 тыс. тонн.
IB Автотранспорт Ш Остальные отрасли ОАО Пермтрансгаз
Нефтедобыча и нефтепереработка
электроэнергетика
Рис. 1. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Пермской области в 1997-2002 года.
Действующая в нашей стране система статистической отчетности о параметрах выбросов загрязняющих веществ не охватывает в настоящее время ни индивидуальный автотранспорт, ни многие другие передвижные источники выбросов. Основными причинами такого положения является недостаточное научно-методическое обеспечение выполнения работ по экологическому мониторингу, в том числе, отсутствие необходимых методик расчета выбросов от ряда транспортных средств и транспортных потоков, а также «привязки» этих источников к местности. Работы по определению экологической нагрузки на окружающую среду от автотранспорта в настоящее время носят крайне нерегулярный характер. Зачастую подобные исследования, сводятся к эпизодическим экспериментальным замерам содержания загрязняющих веществ вблизи автомагистралей, проводимых
передвижными лабораториями. Результаты этих работ не только не дают какой-либо целостной картины ситуации с загрязнением атмосферы выбросами автотранспорта, но и порой дают ошибочные представления о влиянии и вкладе автомобильного транспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха.
Анализ состояния проблемы и проведенные предварительные исследования позволили установить, что в условиях нарастающих («взрывных») темпов автомобилизации, моторизации и роудизации страны решение проблемы загрязнения атмосферы городов выбросами автотранспорта возможно путем создания эффективных систем мониторинга влияния автотранспортных потоков на атмосферный воздух крупных городов, результаты которого позволят принимать управленческие решения по оптимизации всех составляющих системы Водитель - Автомобиль -Дорога.
Выработка подобных решений не возможна без наличия качественной информационной основы. Известные к началу выполнения настоящей работы методики сбора, получения и анализа информации о состоянии загрязнения атмосферы городов выбросами автотранспорта являются несовершенными, высокозатратными, не отражают современных реалий развития автотранспортного комплекса и уровня автомобилизации крупных городов. Отсутствие системного подхода на этапе накопления и систематизации информации о долевом вкладе АТС в загрязнение атмосферного воздуха крупных городов не позволяет прогнозировать развитие ситуации, что обуславливает крайне низкую эффективность проводимых работ. Для решения подобного класса задач в смежных областях науки и техники применяется создание информационных систем, включающих в себя элементы, отвечающие за поведение каждого компонента системы.
Создание системы мониторинга, включающей в себя этапы сбора, обработки, анализа и визуализации информации для каждого из компонентов
системы ВАД и для их комплексной оценки, является актуальной для разработки обоснованных решений в области дорожного строительства и организации дорожного движения, направленных на оптимизацию улично-дорожной сети (УДС) и минимизацию загрязнения атмосферы.
Основы СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ
Учитывая высокую стоимость работ по сбору исходной информации для ведения расчетного мониторинга загрязнения атмосферы городов выбросами автомобильного транспорта, равно, как и проведение экспериментальных исследований, следует заметить, что в условиях отсутствия какой либо систематизации собранной информации проведение подобных работ экономически нецелесообразно. Вместе с тем, собираемая в ходе проведения исследований информация является носителем гораздо большего объема знаний, чем те, ради которых они производятся.
При создании должной системы хранения и управления этой информацией, создании механизмов анализа, а также разработке алгоритмов функционального описания наблюдаемых в ходе проведения исследований параметров, влияющих на итоговые показатели загрязнения атмосферы, возможно создание уникальных инструментов для выработки и обоснования управленческих решений, направленных не только на снижение экологической нагрузки на окружающую среду, но и на повышение безопасности и эффективности функционирования всего автотранспортного комплекса /93,94/.
Предлагаемая система моделирования и прогнозирования состояния атмосферы города выбросами автомобильного транспорта состоит из трех основных частей /95/:
1. Оценка состояния и условий движения автомобильного транспорта на улично-дорожной сети города.
2. Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу транспортным потоком на городских магистралях.
3. Геоинформационная система по оценке влияния автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы городов.
Подробнее рассмотрим каждую из составляющих системы. Оценка состояния и условий движения автомобильного транспорта на улично-дорожной сети города. Этот этап является информационным, основным и на 90 процентов определяющим качество результата, получаемого при функционировании любой системы. Целью этого этапа является создание системы мониторинга состояния и условий движения на улично-дорожной сети города. Попытки достичь эту цель проводились регулярно, однако каких-либо стоящих результатов добиться не удавалось. Получаемая до настоящего времени информация о характере функционирования улично-дорожной сети являлась % недостаточной, разрозненной и не систематизировалась. Система мониторинга состояния и условий движения на улично-дорожной сети предусматривает /101/:
- осуществление сбора показателей для трех основных элементов магистральной сети города: узлы, перегоны, магистрали в целом.
- систематизацию и автоматизацию сбора данных по параметрам транспортных потоков с проведением натурных обследований с использованием счетчиков, применением детекторов транспорта, аэрофотосъемки, передвижной дорожной лаборатории и отчетно статистических данных.
- определение основных поставщиков и потребителей информации.
- определение для каждой организации - поставщика информации перечня показателей, единиц измерения и периодичности их представления.
- включение в мониторинг группы специальных показателей, отражающих влияние основных параметров транспортных потоков на различные сферы жизни города;
При разработке системы мониторинга транспортных потоков на улично-дорожной сети города были выделены следующие этапы работ:
- Наблюдение и измерение фактических параметров транспортных потоков, сбор статической информации о характеристиках улично дорожной сети, ее геометрических параметрах и наличии технических средств регулирования транспортных потоков;
- Обработка результатов наблюдений с целью выявления и математического описания функциональных зависимостей и закономерностей в характере движения транспортных потоков;
- Визуализация, оценка и анализ полученных результатов с использованием ГИС.
Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу транспортным потоком на городских магистралях.
Методика служит основой для разработки системы постоянного мониторинга и прогнозирования состояния загрязнения атмосферы выбросами автомобильного транспорта.
Предлагаемая методика учитывает ряд моментов, которые ранее не использовались или же не учитывались при изучении загрязнения городской атмосферы выбросами автомобильного транспорта /99/:
1. Влияние изменения интенсивности транспортных потоков на величину и состав выбросов транспортных потоков;
2. Состав и величину выбросов загрязняющих веществ в зависимости от дней календарной недели и времени суток посредством учёта изменения структуры и интенсивности транспортных потоков;
3. Влияние изменяющегося рельефа города на величину и интенсивность выбросов посредством учёта изменяющегося угла продольного профиля дорог УДС;
4. Влияние коэффициента использования грузоподъёмности автомобилей транспортного потока на изменение величины выбросов;
Другой отличительной чертой разрабатываемой методики является выработка обоснованных и понятных принципов деления транспортного потока на отдельные группы и привязка каждой из групп к конкретной базовой модели автомобиля. Важность поставленной задачи заключается прежде всего не в том насколько качественно и точно будет в конечном итоге описан исследуемый транспортный поток, а в том насколько объективную и качественную информацию об интенсивности и типовой марочной структуре транспортного потока возможно собрать посредством натурных замеров. По существу, основным критерием качества любой методики является в первую очередь величина материальных затрат, необходимых для получения исходных данных для проведения расчетов выбросов. Понятно, что чем более качественно и подробно в методике будут учтены все факторы, в той или иной степени влияющие на величины суммарных выбросов загрязняющих веществ транспортным потоком, тем более дорогостоящими и малоэффективными окажутся работы по сбору исходной информации. Исходя из вышесказанного на сегодняшний день весьма актуальной становится задача разработки упрощенных методик определения выбросов загрязняющих веществ транспортным потоком, основанных на широком применении статистических методов анализа информации о составе парка транспортных средств в регионе и характере использования автомобильного транспорта, а также использовании элементов математического моделирования при изучении режимов функционирования улично-дорожной сети городов. Предложенная методика с этой точки зрения является оптимальной по соотношению величины затрат и качества получаемого результата /83/.
Анализ суточной интенсивности транспортного потока на УДС города
На перегонах центральной части города следует отметить высокую насыщенность автомобильных потоков в период с 9:00 до 20:00, не наблюдается ярко выраженных спадов и пиков интенсивности потоков транспорта. Рассмотрим суточные колебания интенсивности, усредненные по всем перегонам центральной части города:
Убедившись, что закономерность изменения интенсивности транспортного потока во времени на перегонах центральной части города незначительно зависит от направления движения, можем принять зависимость, приведенную на рис. 2.6, как приемлемую для всех перегонов центральной части города.
Динамика суточной интенсивности наилучшим образом описывается полиномиальной линией тренда пятой степени:
у = 2 10_V - 0,0046х4 + 0,2362х3 - 4,8913х2 + 47,63х + 62,763 (2.3) Коэффициент детерминации для этого уравнения достаточно высок, равен 0,987 и определяется из соотношения:
Здесь iJ-SG-,-?)1, Sj=2fc-A)! у І -фактическое или наблюдаемое значение;
у -среднее значение;
$-рассчитанное по уравнению 2.3.
Для анализа степени загруженности участков сети будем использовать понятие «час пик» - часовой интервал времени, в течение которого наблюдается максимальная интенсивность на данном перегоне (группе перегонов) улично-дорожной сети -p(t).
Проведенные вычисления показали, что часовой интервал времени «час пик», в течение которого наблюдается максимальная интенсивность транспортного потока в центральных частях города, составляет - t=22.86475 или [1752-1852]. Поток транспорта, проходящий в течение «часа пик», составляет 10,92% от суточного потока.
Одним из показателей, характеризующих транспортные потоки, является коэффициент суточной неравномерности для суммарного потока -соотношение (2.4). Он представляет собой отношение максимального часового потока к среднему часовому потоку:
где Р -максимальный часовой поток транспорта в сутки, авт./ч.; PZ сРеДнии часовой поток транспорта в сутки, авт./ч. Для перегонов центральной части города эта величина составляет 1,68. На наш взгляд, эта неравномерность использования улично-дорожной сети в центральных районах города связана с ростом поездок делового характера в рабочее время - как показано на графике (рис. 2.6), примерно с 11-12 до 17 - 18 часов.
Еще одним показателем, характеризующим транспортные потоки, является коэффициент неравномерности движения по направлениям. Он вычисляется для каждого перегона, как частное от деления интенсивности движения в одном направлении к интенсивности движения в противоположном направлении, и затем усредняется для всего района:
На перегонах центральной части города этот коэффициент близок к 1, что свидетельствует о равномерности загрузки улично-дорожной сети по направлениям. Объясняется это тем, что деловая активность населения равномерно распределена по городу.
Перегоны нецентральной части города.
Аналогично, рассматривая интенсивности движения транспортных потоков на типичных для нецентральной части города перегонах, можно заметить, что неравномерность движения по часам суток более выражена, чем в центральной части. «Час пик» на данных перегонах наблюдается с 17 до 18 часов - в конце рабочего дня. В «час пик» в среднем по всем перегонам данной группы проходит 11,9 % от суточного потока автомобилей. Коэффициент суточной неравномерности (2.4) составляет 1,77. На магистралях нецентральной части города коэффициент неравномерности движения транспорта по направлениям колеблется в пределах 1,1-1,4 (большее значение соответствует утреннему и вечернему времени) и составляет в среднем 1,25. Таким образом, на этой группе перегонов, также, как и на перегонах центральной части города, наблюдается примерно одинаковая степень загруженности дорог в обоих направлениях, хотя и в меньшей степени, чем в центре города. Это можно объяснить движением транспортного потока к центру города в начале рабочего дня и его оттоком к периферии - в конце. Перегоны периферийных («спальных») районов города
Для главных улиц периферийных жилых («спальных») районов, по которым автотранспорт въезжает и выезжает из «спальных» районов, характерны показатели неравномерности движения, близкие к значениям показателей нецентральной части города. Наблюдаются значительные пики интенсивности в утреннее (8:00 - 9:30) и вечернее (18:00 - 19:00) время, при этом в «часы пик» в среднем по перегонам периферийных районов проходит 12,44 % от суточного потока. Коэффициент суточной неравномерности составляет 1,9, а неравномерности по направлениям движения - 1,4. Такой характер колебаний интенсивности транспортных потоков указывает на рабочий характер поездок: в утреннее время поток направляется из «спального района» к центральной части города, а вечером - возвращается.
Выбор базовых моделей автомобилей транспортного потока
При расчётах количества топлива, сжигаемого транспортным потоком на конкретном перегоне, необходимо рассчитать количество топлива, которое расходует каждое АТС, составляющее ТП на данном маршруте. В расчётах используется информация о структурном составе городского ТП, описанного в параграфе 2.3.3.
Для упрощения процесса расчёта расходов топлива ТП было выбрано несколько базовых моделей автомобилей, представляющих структурную модель усредненного городского ТП. Подобное агрегирование автомобилей составляющих ТП позволяет существенно упростить и структурировать дальнейшие расчеты.
Базовые модели автомобилей транспортного потока выбирались по следующим критериям:
1 Базовые модели являются самыми массовыми в транспортном потоке для своего класса АТС.
2 Автомобили, агрегированные в один класс обладают сходными техническим характеристиками с представляемой их базовой моделью /65,73/.
Для легковых автомобилей это - объём двигателя, полная масса, конструкция трансмиссии, динамические характеристики и путевой расход топлива /14,15,16/.
Для грузовых автомобилей это - модель и объём двигателя, грузоподъёмность и полная масса, динамические характеристики и путевой расход топлива /9,36,41,42/.
Для автобусов это - модель и объём двигателя, пассажировместимость, динамические характеристики и путевой расход топлива /87/.
В расчётах используются следующие базовые автомобили (см. табл. З.1.), к которым можно приравнять расходы топлива и выбросы ЗВ автомобилей, марки которых перечислены в правой колонке этой же таблицы.
