Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния проблемы повышения эффективности автомобильных дорог лесного комплекса 18
1.1 Общие положения 18
1.2 Обзор исследований влияния вывозки древесины на транспортно-эксплуатационный уровень автомобильных дорог лесного комплекса 21
1.3 Анализ источников по уточнению коэффициента приведения 26
1.4 Цели и задачи исследования 35
2 Совершенствование методов организации и регулирования дорожного движения 37
2.1 Обоснование методики определения коэффициента приведения 37
2.2 Определение коэффициента приведения 40
2.3 Экспериментальное исследование коэффициентов приведения на магистрали 2.3.1 Методика исследования 48
2.3.2 Определение представительности экспериментальной выборки 49
2.3.3 Методика обработки результатов экспериментального исследования.
2.4 Экспериментальное исследование коэффициента приведения на пересечениях и примыканиях 58
2.5 Выводы 67
3 Повышение безопасности движения на сложных участках магистральных дорог 69
3.1 Общие положения 69
3.2 Разработка устройства по предупреждению водителей о режимах движения на участках с необеспеченной видимостью
3.2.1 Назначение устройства 71
3.2.2 Требования, предъявляемые к устройству 72
3.2.3 Основные конструктивные элементы устройства 73
3.2.4 Теоретические предпосылки по определению мест установки датчиков регистрации проходящих автомобилей и информационных устройств на участках дорог с ограниченной видимостью в плане и профиле 78
3.2.5 Расчет расстояния между датчиками регистрации проходящих автомобилей и информационными устройствами 87
3.2.6 Обоснование области применения информационных устройств и их эффективность 90
3.2.7 Организация движения с помощью информационных устройств 94
3.3 Выводы 98
4 Теоретические основы проектирования дорог, обеспечивающих заданный уровень расчетных скоростей движения в неблагоприятных погодно климатических условиях 100
4.1 Оценка опасности условий движения, метеорологических факторов, состояния и уровня содержания дорог при неблагоприятных метеорологических условиях 100
4.2 Оценка влияния на скорость движения постоянных параметров 111
плана и профиля при различных состояниях поверхности дороги 111
4.3 Оценка влияния переменных параметров и транспортно эксплуатационных характеристик дорог на допустимую скорость движения 120
4.4 Оценка влияния различных погодно-климатических факторов на обеспеченность расчетной скорости. Основные требования к параметрам и транспортно-эксплуатационным характеристикам дорог 134
4.5 Методика и обобщенный показатель оценки и прогнозирования совместного влияния метеорологических условий и климата, параметров дороги и ее состояния на обеспеченность расчетных скоростей 144
4.6 Выводы 163
5 Совершенствование методов оперативного контроля за состоянием дорожных условий на эксплуатируемой сети автомобильных дорог 166
5.1 Оценка условий движения на автодорогах 167
5.1.1 Практическая пропускная способность автомобильных дорог промышленных комплексов 167
5.1.2 Исследование методов оценки условий движения потока автомобилей с учетом пересеченной местности 171
5.1.3 Исследование пропускной способности разворотных зон 180
5.1.4 Определение пропускной способности разворотных зон как систем массового обслуживания 182
5.1.5 Оценка эффективности средств организации движения на разворотных зонах 184
5.1.6 Рекомендации по организации движения на участках разворотных зон 185
5.1.7 Оптимизация дальности перевозки и рациональной скорости сообщения 186
5.1.8 Выявление участков концентрации дорожно-транспортных происшествий. Оценка степени опасности узлов пересечений и примыканий 192
5.2 Экономическая эффективность себестоимости перевозок 196
5.3 Разработка рекомендаций по повышению эффективности средств организации дорожного движения 197
5.3.1. Разработка рекомендаций по испытанию транспортных ограждений на существующих дорогах 198
5.4 Предложения по контролю эргономического качества автомобильных дорог 206
5.5 Предложения по оценке эстетического качества участков автомобильных дорог 214
5.6 Методика определения скорости движения на участках дорог, требующих ремонта 215
5.7 Экспресс-методика определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием 217
5.8 Рекомендации по улучшению условий движения на участках подъёмов 219
5.9 Выводы 222
6 Разработка системы управления дорожным движением на автомобильных дорогах лесного комплекса 224
6.1 Анализ существующих систем управления 224
6.2 Автоматическая система управления движением на лесных автомобильных дорогах 226
6.3 Программное обеспечение для координированного управления дорожным движением 235
6.4 Сетевое управление 242
6.4.1. Технические средства 242
6.5 Системы программного обеспечения 245
6.6 Сбор и отображение информации о дорожном движении 253
6.7 Выводы 255
7 Информационно-аналитическое сопровождение процесса оценки транспортно-эксплуатанионных качеств автомобильных дорог лесного комплекса 256
7.1 Предложения по территориальному (зональному) разделению региона (на примере Республики Коми) по одному из параметров плана или профиля 256
7.2 Методика расчета транспортной составляющей себестоимости перевозок лесопродукции 261
7.3 Выводы 264
8 Определение экономической эффективности от внедрения предлагаемых мероприятий 265
8.1 Общие положения 265
8.2 Определение текущих затрат 267
8.3 Определение единовременных затрат 271
8.4 Определение годового экономического эффекта 273
Выводы и рекомендации 275
Библиографический список
- Обзор исследований влияния вывозки древесины на транспортно-эксплуатационный уровень автомобильных дорог лесного комплекса
- Определение представительности экспериментальной выборки
- Расчет расстояния между датчиками регистрации проходящих автомобилей и информационными устройствами
- Оценка влияния переменных параметров и транспортно эксплуатационных характеристик дорог на допустимую скорость движения
Обзор исследований влияния вывозки древесины на транспортно-эксплуатационный уровень автомобильных дорог лесного комплекса
Транспортно-эксплуатационный уровень автомобильных дорог лесного комплекса может быть охарактеризован рядом различных показателей. Для этого предлагается использовать комплекс почти 30 показателей [179-181]. В этих же работах отмечается, что показатели транспортно-эксплуатационного состояния дорог существенно изменяются в течение года под действием природно-климатических факторов и в процессе эксплуатации. Анализ ряда исследований, выполненных авторами, свидетельствует о том, что большинство этих показателей значительно изменяется также под влиянием перевозок лесопродукции. Причем это влияние довольно значительно сказывается в течение шести - восьми месяцев, охватывающих лесозаготовку в различных регионах страны, срок которых существенно изменяется.
В работах [18, 65, 73, 80] и [183, 185, 187] рассматривается влияние транспортных потоков, возникающих при вывозке лесопродукции, на скорость и безопасность транспортного потока в целом, на состав транспортного потока. Установлено, что в период лесозаготовок лесовозные автопоезда составляют от 20 до 35 % и более от общего потока против 5-10 % в остальные периоды года. Причем в это время года появляются лесовозные автопоезда с 2-3 прицепами. В результате таких изменений на участках лесовозных автомобильных дорог число происшествий, связанное со столкновениями и наездами на стоящие транспортные средства; более чем в два раза превосходит эти показатели для других дорог. Изменения в составе транспортных потоков существенно влияют и на скоростной режим. Так при интенсивности движения 200...400 авт/ч и при наличии в потоке 10-15 % лесовозных автопоездов скорость движения транспортного потока снижается до 40-50 км/ч. При бо лее высокой интенсивности 500-600 авт/ч уже 2-3 % автопоездов снижают скорость потока до 20-30 км/ч.
В работах [28, 31, 85] установлено, что 45 % лесного груза перевозится в наиболее опасном (по сочетанию высокой влажности и высокой интенсивности движения) осеннем месяце (осенняя распутица). В результате интенсивные сезонные перевозки лесопродукции обуславливают преждевременное разрушение дорожных одежд. При проведении анализа фактических сроков между ремонтами участков автомобильных дорог лесного комплекса с учетом интенсивной вывозки лесопродукции по ним установлено, что фактический срок службы дорог с усовершенствованным покрытием составит всего 8,2 года, а с переходным - 6,3 года, что, к сожалению, меньше нормативного. Можно констатировать, что данная ситуация объясняется перегрузкой лесовозных автопоездов, как показал эксперимент, на 40-45 %.
Поэтому в некоторых работах [165, 170, 186] авторы предлгают в проектных решениях обязательно учитывать коэффициент перегрузки. Причем для задней оси грузовых автомобилей Кш=1,30, а для осей полуприцепов -Кп=1,35. Можно согласиться с данным предложением, но авторы не учитывают разномарочность транспортного потока, а также мощность двигателя, которые непосредственно зависят от величины перегрузки. Кроме того, в различных работах установлены коэффициенты сезонной неравномерности среднегодовой суточной интенсивности движения для периода лесозаготовок. Они, по данным [165], составляют от 2,5 до 3,5.
К вопросу необходимости учета особенностей вывозки лесопродукции при проектировании лесовозных автомобильных дорог неоднократно возвращаются авторы [38, 40, 89]. Они указывают, что на капитальность покрытий большое влияние оказывают период вывозки лесопродукции. Здесь же подчеркивается, что в период вывозки лесопродукции возникает максимальная пиковая ситуация и если она по времени совпадает с неблагоприятными погодными условиями, то для прочности дорожной конструкции может соз даться критическая пиковая ситуация. Как показали исследования последних лет, в этих случаях движение может характеризоваться коэффициентом неравномерности от 3,5 до 6 и более в зависимости от региона (в отличие от принятого для дорог общей сети 1,2-1,5), что приводит к преждевременному разрушению дорожных одежд в местах интенсивной вывозки лесопродукции. В работах [114, 138, 145, 155] указывается на необходимость учета особенностей вывозки лесопродукции при назначении поперечного профиля лесовозных автомобильных дорог. Вместе с этим рекомендации по назначению поперечных профилей проезжей части дорог в местах интенсивного движения и скопления лесовозных автопоездов пока не нашли широкого внедрения.
Вопросам учета особенностей проектирования лесовозных автомобильных дорог посвящен еще целый ряд работ различных авторов [4, 5, 167, 169, 174, 188, 191, 194, 195, 227]. Вместе с тем для участков лесовозных автомобильных дорог с интенсивной вывозкой лесопродукции рекомендации по учету этой специфики разработаны недостаточно.
О необходимости учета особенностей вывозки лесопродукции говорят также нормативные документы и исследования зарубежных авторов [216-224, 239-240]. В них указывается, что дороги, обслуживающие лесной комплекс должны соответствовать производственным условиям, технологическим процессам и применяемым материалам. При этом подчеркивается [198], что с учетом показателей, характеризующих эти условия, только конструкций дорожной одежды разработано и применяется около двадцати пяти, решающую роль в их проектировании при этом играет значение и величина транспортной загрузки дороги.
Особое внимание следует также уделять влиянию вывозки лесопродукции на безопасность движения. Необходимость этого подчеркивается в целом ряде работ [6, 21-22, 38, 68, 71, 85, 203]. Анализ распределения дорожно-транспортных происшествий по месяцам на дорогах различных лесозаготовительных районов показывает взаимосвязь этого распределения со специ фикой лесозаготовительного производства. В районах с ярко выраженным пиком объёмов лесозаготовок на этот период приходится от 50 до 60 % всех дорожно-транспортных происшествий, хотя по времени этот период занимает 50 % от года. На дорогах с более равномерным распределением перевозок лесопродукции или их незначительным объёмом, резких пиков, по сравнению с данными о среднестатистических значениях происшествий на магистралях не наблюдается.
Проведенный анализ дорожно-транспортных происшествий во время лесозаготовок на дорогах Республики Коми показывает, что основное количество происшествий составляют столкновения и опрокидывания (55,3 %). Одна из причин столкновений на различных участках дороги - это выезд на левую сторону, несоблюдение очередности проезда на пересечениях дорог и пылимость покрытий.
В 19,5 % всех анализируемых происшествий непосредственно участвовали лесовозные автопоезда. Причем, если на 10 000 всех транспортных средств на территории Республики Коми во время лесозаготовок приходится менее 15 происшествий, то на 10 000 лесовозных автопоездов - этот показатель достигает 21. Из общего числа происшествий с лесовозными автопоездами 11,5 % ДТП случилось на лесовозных автомобильных дорогах, в том числе 23,5 % составляют столкновения транспортных средств, происшедшие при их въезде или съезде с дороги.
Определение представительности экспериментальной выборки
Причем, динамический габарит расчетного легкового автомобиля должен быть определен при самых неблагоприятных условиях, допускаемых соображениями безопасности движения. Такими условиями является: автомобиль-лидер тормозит с наибольшей интенсивностью, предписываемой нормативными документами, а ведомый автомобиль тормозит с меньшей интенсивностью, не соответствующей минимально-допустимому уровню по нормам для данного транспортного средства, находящегося в эксплуатации. Практически это означает, что динамический габарит автомобиля определяется при условии торможения легкового автомобиля-лидера с наибольшим значением установившегося замедления из регламентированных ГОСТ и равным 7 м/с , а ведомый автомобиль имеет замедление, предписываемое проектом ГОСТ на требования к безопасности к техническому состоянию автомобилей, находящихся в эксплуатации. Принимать для расчетов нормы эффективности торможения, предусмотренные ныне действующими Правилами дорожного движения нецелесообразно, так как эти нормы уже устарели. С учетом вышеизложенного, коэффициент приведения
Численные значения установившихся замедлений автотранспортных средств различных категорий, рекомендуемые ГОСТ на требования безопасности к техническому состоянию автомобилей, находящихся в эксплуатации, приведены в таблице 2.1.
Учитывая, что время, прошедшее от начала торможения автомобиля-лидера до момента начала торможения ведомого автомобиля, может быть принято равным 1 с, а также величины установившихся замедлений, формулы для определения коэффициентов приведения примут вид Анализ выражений 2.6 и 2.7 показывает, что коэффициент приведения конкретного автомобиля не является постоянной величиной. Численные зна чения коэффициентов приведения зависят от скорости движения, эффективности тормозной системы, габаритной длины транспортных средств и времени, прошедшем между моментами начала торможения следующих друг за другом автомобилей, то есть практически, от времени реакции водителя. Влияние этих факторов видно из анализа формулы (2.6) при определении коэффициентов приведения автотранспортных средств категории N. Если наблюдаются небольшие скорости движения автомобилей в потоке, то наиболее важной величиной является их габаритная длина. Кроме того, установлено, что для каждой категории автотранспортных средств, имеющих идентичные показатели эффективности тормозной системы, наблюдается минимальное значение коэффициента приведения, который начинает смещаться в сторону более высоких скоростей движения автомобилей по мере увеличение их габаритной длины.
Влияние времени реакции водителя на величину коэффициентов приведения выражается следующим образом: при увеличении времени реакции от 0,5 до 1,0 с происходит увеличение коэффициентов приведения на 20...25 % (рисунок 2.3).
Рисунок 2.2 - Зависимость коэффициентов приведения от скорости и длины транспортных средств категории N Более детальный анализ выражения (2.6) показывает, что пределом величины коэффициента приведения является отношение коэффициентов при квадрате скорости, которые характеризуют тормозные свойства автомобилей.
Все вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что наиболее существенно влияют на значение коэффициента приведения несовпадения в тормозных системах и габаритные размеры автомобилей. Существующие же коэффициенты приведения определены для групп автомобилей, имеющих одинаковую грузоподъёмность которая, сама по себе, никак не выражает ни тормозных свойств, ни маневренности автомобилей и поэтому применение этих коэффициентов дает искажение реальной обстановки при решении задач организации движения смешанных по составу транспортных потоков.
Целью экспериментального исследования явилось определение фактических динамических габаритов различных типов автомобилей при разных скоростях.
Организационная форма проведения эксперимента по определению коэффициентов приведения на магистрали носила выборочный характер. Критериями выбора дорожных участков для наблюдения явилось: наличие на прямом горизонтальном участке магистрали не более двух продольных участков проезжей части в одном направлении, интенсивность движения по полосе не менее 800 авт/ч (в физических единицах), разномарочный состав транспортного потока и возможность проведения видеосъемки.
Задачей эксперимента являлось определение параметров, отражающих динамические свойства взаимодействующих автомобилей. К этим параметрам относились: скорость движения автомобилей и дистанции между ними. Помимо этого, определялись основные характеристики транспортного потока: интенсивность движения и состав потока.
Экспериментальное исследование было проведено летом 2013 г. на трех участках дорог при сухой погоде: Усть-Цильма-Синегорье-Трусово; Тербунский лесхоз, Уваровский лесхоз. Регистрировались два основных параметра: скорость движения автомобилей и дистанция автомобилей. На исследуемых участках дорог, хорошо заметными вешками ограничивалась зона в 50 метров. Видеокамеру устанавливали таким образом, чтобы в кадр попадала вся 50-метровая зона. Схема проведения видеосъёмки представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Схема проведения видеосъёмки: 1 - видеокамера, 2 -вешки Первоначально намечалось использовать для фиксации транспортного потока видеозапись, которая дает значительное упрощение эксперимента. На видеопленке фиксировалось движение групп автомобилей от момента въезда на 50-метровый измерительный участок головного автомобиля до момента выезда с участка последнего автомобиля.
Скорость видеосъёмки определяется выбором необходимой частоты дискретизации случайного процесса формирования дистанции (АД - дистанция между автомобилями). Дискретная информация будет содержать все те же частоты, что и исходный сигнал, если на каждый период колебания будет приходиться не менее двух выборок. Эту граничную частоту свертывания
Таким образом, исходя из требований необходимой дискретизации процесса, скорость съемки должна быть не менее ҐАДІ д = 4 кадров в секунду 2.3.2 Определение представительности экспериментальной выборки.
Для определения показателя точности К в зависимости от которого используется формула для расчета количества наблюдений, необходимо располагать данными о значении генерального среднего квадратического отклонения. Для того, чтобы иметь численное значение среднеквадратического отклонения дистанции, были проведены предварительные исследования. Было получено 17 значений дистанции, соответствующих скорости 12 м/с. Наблюдениями охватывались легковые автомобили. Ряд полученных значений имеет следующий вид:
Расчет расстояния между датчиками регистрации проходящих автомобилей и информационными устройствами
Режим движения автомобилей определяется как дорожными условиями (планом и профилем дороги), так и обстановкой движения (наличием на дороге автомобилей, тракторов автопоездов и других транспортных средств).
При интенсивности движения до 100 авт/ч в одном направлении режим движения по дороге принято называть свободным. Такой режим характерен для периодов спада движения на дорогах в ночные и предутренние часы. Обгоны медленно едущих автомобилей более быстроходными в этих случаях производятся обычно беспрепятственно.
По мере возрастания интенсивности движения по дороге обгон «сходу» становится невозможным. Водителем наиболее быстроходных автомобилей приходится, приблизившись к обгоняемому автомобилю, снижать скорость до равной с ним и осуществлять обгон, только дождавшись момента отсутствия транспорта на встречной полосе. Данные В.В. Сильянова [151-154], А.П. Васильева [26-27], В.В. Филиппова [225] показывают, что интервал между автомобилями в «пачке» на прямом горизонтальном участке, независимо от состава и интенсивности движения (до 500 авт/сут на одной полосе), равен примерно 3 с (рисунок 3.5).
Распределение числа автомобилей по полосам в течение суток, как показывают наблюдения за интенсивностью движения, имеет определенную закономерность. Как правило, в определенные часы суток загрузка одной полосы значительно превышает загрузку другой, то есть интенсивность движения в одном каком-то направлении больше, чем в другом.
Неравномерность распределения автомобилей по длине дороги и полосам движения, колебания интенсивности в течение суток - все это предъявляет определенные требования к схеме расположения датчиков и информационных устройств на участках с необеспеченной видимостью.
Анализ различных вариантов дорожной ситуации, имеющих место на участках дорог с необеспеченной видимостью, показывает, что наиболее неблагоприятным будет следующий (рисунок 3.6): - по одной из полос первым движется тихоходный автомобиль, за ним с временным интервалом 3 с - быстроходный, водитель которого намерен совершить обгон; - по встречной полосе по истечению 3 с от момента прохода тихоходным автомобилем датчика А движется быстроходный.
Схема расположения датчиков регистрации проходящих автомобилей и информационных устройств на участке дороги с ограниченной видимостью: А и В - датчики регистрации проходящих автомобилей; 1,2,3 - тихоходный, встречный и обгоняющий автомобили соответственно; 4,5 - информационные устройства
В этом случае расстояние между датчиками регистрации проходящих автомобилей и информационными устройствами определится следующим образом. Предположим, что автомобиль 1 проходит датчик А в момент времени t0, а автомобиль 2 - датчик В в момент времени Ц. Тогда tj_ —10 3. Обоснование области применения информационных устройств и их эффективность. Расстояние видимости в плане и продольном профиле поверхности дороги и встречных автомобилей является одним из основных факторов, влияющих на скорость и безопасность движения. При плохой видимости на участках автомобильных дорог как в профиле, так и в плане больше всего происходит дорожно-транспортных происшествий, в том числе и при обгонах.
Сравнительное влияние расстояния видимости в плане и продольном профиле на безопасность движения можно четко видеть из таблицы 3.8. Таблица 3.8 - Влияние расстояния видимости на относительное количество дорожно-транспортных происшествий
Коэффициент относительного влияния Кривых в плане Расстояние видимости, м Из таблицы 3.8 следует, что резкое возрастание дорожно-транспортных происшествий наблюдается при расстоянии видимости менее 400 м.
Анализ данных расчета допускаемых скоростей движения показывает, что радиусы кривых в плане более 500 м на скорость практически, никакого влияния не оказывают, в то время как расстояние видимости, независимо от величины радиуса, существенно влияет на нее.
Наблюдением за режимами движения автомобилей по кривым в плане установлено, что при радиусе более 400 м и видимости около 250 м происходят единичные обгоны, а видимость свыше 400 м перестает быть препятствием для проведения обгонов [41, 164, 177, 185].
Исследованиями В.В. Сильянова [151-154] установлено, что при уклонах, превышающих 50 %о, наблюдается резкое снижение скоростей грузовых автомобилей на первых 200...300 м, а при уклонах 50 %о, протяженность участков наиболее резкого снижения скоростей изменяется в диапазоне 600...800 м. Снижение скоростей движения грузовых автомобилей влечет за собой падение средней скорости всего потока вследствие того, что обгоны на подъемах при ограниченной видимости опасны.
Управление дорожными знаками с переменной информацией может быть дистанционным с привлечением автоматической системы или местным от датчиков, установленных на дороге, которые автоматически включают и выключают по мере действия того или иного фактора. Знаки с местным управлением могут применяться самостоятельно на различных участках магистральных дорог
Надписи на поле дорожных знаков с переменной информацией изменяют механическим светотехническим способом. Механическая смена символов, как правило, производится электромотором. При светотехническом принципе смена информации происходит с помощью подключения, переключения или выключения источников света.
Главным условием эффективности дорожных знаков с переменной информацией является правильное воздействие на водителя: водитель должен своевременно увидеть изображение и осмыслить его. Непременным условием для знаков с переменной информацией является и то, чтобы для передачи информации водителя использовались знаки и изображения, известные водителям по существующему ГОСТ Р 52290-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования».
Оценка влияния переменных параметров и транспортно эксплуатационных характеристик дорог на допустимую скорость движения
Для данного участка эта величина расчетная и постоянная. Второй член характеризует поведение водителя при проезде опасного участка. Причем, чем больше превышение скорости по сравнению с безопасной, тем большее значение имеет вся разность, и тем меньшее значение имеет вся разность, определяющая коэффициент, что должно характеризовать улучшение условий движения, хотя очевидно, что в этом случае вероятность ДТП повышается.
Кроме того, рассматриваемый показатель применим только для участков дорог, где основным фактором, изменяющим условия движения, являются кривые в плане. Применение этого показателя для дорог с иными условиями, такими как сужение проезжей части, ограничения видимости, влияние ограждений и придорожной полосы и т.д. затруднено тем, что для указанных условий безопасная скорость или неопределена, или определяется на основании статистического анализа натурных наблюдений, сопоставленная используемых скоростей с аварийностью и пр.
Если для кривых в плане безопасная скорость определяется из условия равновесия автомобиля по формуле [80] Во всех этих случаях предлагаемый показатель по характеру своей работы идентичен коэффициенту безопасности.
Режим движения автомобилей в очень редких случаях формируется под воздействием только одного фактора - в данном случае кривых в плане. Формирование режима происходит при одновременном воздействии сразу многих факторов. В этом случае не представляется необходимым привлекать дополнительные показатели для практической оценки условий движения, если они не позволяют отражать рассматриваемые условия в более реальном виде, поскольку они не вносят существенных уточнений в уже апробированную, детально разработанную методику. Такая методика, использующая коэффициент безопасности, хорошо зарекомендовала себя при оценке как условий безопасного движения, так и плавности изменения характеристик, взаимосвязанных между собой. Наряду с этим, следует отметить, что существует некоторая неопределенность в использовании указанного метода на участках, где элементы трассы, вызывающие перепады в скорости движения автомобилей (кривые малого радиуса, участки резкого ограничения скорости, влияние придорожной полосы и т.д.) находятся в непосредственной близости друг от друга. В этих случаях, характерных для большинства дорог в сложных условиях, возникают, затруднения в установлении значений скорости движения, входящей в расчетную формулу коэффициента безопасности.
Эта неопределенность связана с тем, что автомобиль входит на последующий участок со скоростью, зависящей не только от его параметров, но, в целом в ряде случаев, и от характеристик предыдущего участка. Примером может служить случай обратных кривых в плане малых радиусов, скорость на которых определяется соотношением величин радиусов и величиной прямой вставки между ними. В связи с этим следует вспомнить проф. Бабкова о том, что «... его метод, вообще говоря применим тогда, когда до опасного места имеются участки дороги, которые позволяют развивать более высокую скорость движения» [80].
Из многих характеристик движения автомобиля, определяющих как само движение, так и условия, в которых оно протекает, одной из основных, наряду со скоростью, является ускорение, возникающее при ее изменении. Исследования воздействия движения с изменяющейся скоростью на эмоциональное состояние водителя также показывают значимость не столько величины вынужденного изменения, сколько интенсивность, с которой этот процесс протекает. В самом деле, если снижение скорости происходит на участке достаточно длинном, то есть с малым ускорением, то такое изменение даже в большом интервале скоростей является менее опасным, чем резкое торможение при небольшом интервале изменения скорости. Если это торможение с большим ускорением осложнено другими условиями, например, поворотом, то такая ситуация уже грозит возможностью ДТП. В силу того, что кроме всех прочих причин, появляется опасность потери равновесия автомобиля из-за перераспределения значений продольной и поперечной доли коэффициента сцепления. Однако методика коэффициента безопасности дает однозначную оценку условий движения, основанную на сопоставлении его с ДТП и психофизиологическими показателями водителя. Причем, эта оценка отражает действительное положение, и адекватность ее подтверждается многолетним опытом оценки дорог.
Поэтому возникает предположение, что при оценке условий движения методом коэффициента безопасности неявным образом учитывается и исследование продольных ускорений.
Для подтверждения этого предположения и выявления используемых, в зависимости от изменения дорожных условий, ускорений рассматривалась взаимосвязь между ускорениями, возникающими при изменении скорости с различными значениями коэффициента безопасности.
По результатам анализа данных заездов экспериментального автомобиля-лаборатории, а также натурных данных наблюдений за режимами движения установлено, что при изменении К5 от 0,65 до 0,8 значения продольных ускорений невелики, причем при больших значениях К 5 используются меньшие ускорения. Таким образом, граничные значения коэффициента безопасности, принятые по известной методике, хорошо согласуются с требованиями плавности движения.
Следует обратить внимание на то, что приведенные данные, полученные при обследовании участков трасс, проложенных в равнинном рельефе местности, когда факторы, влияющие на изменение скорости (в большинстве случаев это кривые в плане) располагаются на значительном расстоянии друг от друга. Такое расстояние позволяет водителю восстановить оптимальный режим движения, поэтому имеется возможность заблаговременно снизить скорость. Это снижение ввиду его относительной непродолжительности мало влияет на общую равномерность движения с желаемой скоростью.
С ухудшением дорожных условий - учащающиеся кривые малого радиуса, рост продольных уклонов, появление участков с ограниченной видимостью, влияние ограждений, откосов и т.д. - относительная длина неблагоприятных участков увеличивается. Возникает противоречие между возмож 175
ной безопасной скоростью и желаемой скоростью проезда всей дороги. Поэтому водители, используя любую возможность для увеличения средней скорости, движутся в очень неровном режиме. Реализуемые продольные ускорения возрастают как при больших, так и при меньших значениях коэффициентов безопасности. Разброс значений отрицательных ускорений свидетельствует о том, что на разных участках дорог, характеризуемых одинаковыми значениями коэффициента безопасности, существуют различные условия движения и соответственно зависящая от них плавность движения различна. В этих условиях представляется целесообразным использовать показатели, которые, отражая реакцию автомобиля на изменение условий движения, учитывают при этом величину, интенсивность и частоту изменения скорости. В то же время этот показатель не должен сильно отличаться по простоте определения от метода коэффициента безопасности. Имеются две группы показателей, основанных на анализе эпюры скорости движения и удовлетворяющие выше указанным условиям. Эти показатели, использующие параметры среднее квадратическое отклонение скорости и среднее квадратическое отклонение ускорений.
На основе этих двух основных параметров получены и многие другие такие, как коэффициент вариации скорости, градиент скорости, градиент энергии, которые применяются для более точного описания конкретных условий. Поэтому для предварительного выбора параметра, наилучшим образом реагирующего на условия движения по дорогам в сложных условиях пересечений необходимо провести сравнение этих двух показателей.
Похожие диссертации на Повышение эффективности автомобильных дорог лесного комплекса
