Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Современное состояние проблемы шумового загрязнения городской среды транспортными потоками 8
1.1. Основные направления снижения шумового загрязнения городской среды транспортными потоками 10
1.2. Методы оценки эффективности мероприятий по снижению шумового загрязнения городской. среды 21
1.3. Влияние городского шума на население, , 26
Анализ факторов шумового загрязнения городской среды транспортными потоками. , 33
ГЛАВА 2. Методические принципы определения социально -экономической эффективности снижения шумового загрязнения городской среды транспортными потоками 44
2.1. Общие методические принципы определения социально-экономической эффективности мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды 44
2.2. Методичеокие принципы определения ущерба от загрязнения окружающей среды 53
2.3. Методические принципы определения ущерба от загрязнения городской среды транспортными потоками 61
2.4. Методика определения социально-экономической эффективности мероприятий по оптимизации режима движения транспортных потоков, снижающих защумленность городской среды - З
ГЛАВА 3. Расчетный метод определения оптимальных значений параметров системы "ТП-ГС" 86
3.1. Определение граничных значений параметров системы "ТП-ГС" 86
3.2. Блок-схема и алгоритм оптимизации параметров системы "ТП-ГС" 89
3.3. Результаты расчетов по определению оптимальных значений параметров системы
"ТП-ГС" 95
ГЛАВА 4. Эйспериментальное исследование параметров системы "ТП-ГС" 129
4.1. Методика исследования параметров транспортного потока. Оборудование автомобиля-лаборатории 129
4.2. Методика исследования параметров городской среды. Комплекс акустической аппаратуры. 133
4.3. Результаты экспериментальных исследований. 140
Общие выводы 149
Литература
- Методы оценки эффективности мероприятий по снижению шумового загрязнения городской. среды
- Методичеокие принципы определения ущерба от загрязнения окружающей среды
- Блок-схема и алгоритм оптимизации параметров системы "ТП-ГС"
- Методика исследования параметров городской среды. Комплекс акустической аппаратуры.
Методы оценки эффективности мероприятий по снижению шумового загрязнения городской. среды
В работах [39 701 даны рекомендации по аккумуляции автотранспортных потоков на отдельных магистралях, укрупнению магистральных территорий в пределах селитебной зоны и уточнению числа полос движения в зависимости от состава потока. Очевидно, что данные рекомендации применимы в основном, на стадии проектирования и строительства городских улиц и жилой застройки. Отсутствие в настоящее время рекомендаций по выбору оптимального состава транспорт-ного потока ограничивает область применения указанных рекомендаций. Кроме этого, приведенные в работе [78]значения рациональных скоростей движения даны без учета интенсивности и состава движения. Дополнительно, авторы работы [78] рекомендуют следующие мероприятия по снижению уровня шума транспортных потоков:
1. Развитие сети грузовых дорог и магистралей скоростного и непрерывного движения и переключение на них движения транспортных потоков из центральной части и жилых районов городов.
2. Обеспечение возможности равномерного движения транспортных потоков путем создания кратных расстояний мевду пересечениями.
3. Веделение полос движения для общественного транспорта, разметка проезжей части в соответствии с составом потоков и основными направлениями их движения на пересечениях. Кон кретных данных и рекомендаций по проведению указанных ме роприятий в работе [78] не приводится. С 1977г. в Лоцдоне [90] стандартизовано использование знаков для ограничения движения большегрузных автомобилей, как на от дельных маршрутах, так и в определенных жилых зонах города. Используемые знаки могут ограничивать ширину, длину и вес транс портного средства. В настоящее время уже применяются знаки ог раничения веса грузовых автомобилей. При введении ограничения проезда через жилую зону знаки выставляются на каждом дорожном перекрестке периметра зоны, через который возможен проезд. Пре дусмотрено, что действие знаков ограничения движения не распро страняется на автомобили коммунальных и аварийных служб, а так же на автобусы. В основу очередности исследований с целью опре деления необходимости введения схем ограничений движения грузо вого транспорта была положена степень воздействия движения гру зовых на окружаюште соеду для определения кототэой бал отобран ряд критериев ЭтГкрГтерии вклВ,али интенсивность грузовогодвижения количество «лых домов на маршрутах преиму щественно , движения грузового транспорт , близость фасадов до мов к дороге а также наличие учреждений для которых движение грузовых автомобилей особенно нежелательно, например, школ. Ука зывается что важное значение поиобтзетает объективная оценка не обходимости введения ограничеJ движения грузового транспорта т к по мере того каЛно будет стаиовитьоя обычным явлением , и »ди привыкнут к нему, давление общественности на местные влас ти с целью введения подобных схем может возрасти ПоЭТОМУ мате риальные и экономические ресурсы, находятся в распоряжении местных властей, должны быть использованы только там, где это оправдано.
Из приведенных мероприятий по организации движения, позволяющих снизить иум транспортных потоков, мероприятия первых трех направлений могут привести при их реализации к росту транспортных расходов. Проведенный анализ исследований, посвященных проблеме снижения шума транспортных потоков методами организации движения показал, что данные о размере увеличения транспортных расходов в результате ограничения интенсивности и скорости движения, а также удельного веса грузовых автомобилей в транспортном потоке отсутст то же время, в отличие от всех остальных мер, данные мероприятия характерны тем, что такое увеличение транспортных расходов будет присутствовать весь период введения соответствующих мероприятий. В отличие от этого, любое другое мероприятие (например, реконструкция здания) требует одноразовых капитальных вложений, которые с течением времени окупаются. Это обстоятельство обуславливает необходимость проведения соответствующих расчетов по определению в каждом конкретном случае размера увеличения транспортных расходов. В то же время мероприятия по организации движения обладают рядом преимуществ: - оперативность и эффективность, - возможность врименения в сложившейся городской среде, - отсутствие значительных организационно-технических трудностей реализации мероприятий.
Возможности борьбы с шумом на пути его распространения в сложившейся городской среде градестроительными методами ограничены рядом организационно-технических и экономических трудностей.
Методичеокие принципы определения ущерба от загрязнения окружающей среды
Ввиду того, что как показал анализ, проведенный в I главе, методика определения ущерба от шумового загрязнения городской среды отсутствует, проводится анализ основных методических принципов определения социально-экономической эффективности мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды и расчета ущерба от него. Данные принципы должны служить основой для разработки экономико-математической модели обоснования решений по снижению шумового загрязнения городской среды методами оптимизации режима движения транспортных потоков.
Общие методические принципы определения социально--экономической эффективности мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды.
В отраслевой "Методике" [47] указывается: "К новой технике относят впервые реализуемые в народном хозяйстве результаты научных исследований и прикладных разрабо..., а также новые или более совершенные процессы перевозок,,., обеспечивающие при их использовании.., решение социальных и других задач развития народного хозяйства".
Очевидно, что мероприятия по организации движения, обеспечивающие снижение шумового загрязнения городской среды, относятся к категории новой техники и их эффективность должна определяться на основе положений данной методики.
Методика предусматривает определение двух видов экономической эффективности: народнохозяйственной и хозрасчетной. Показатели хозрасчетной эффективности должны учитываться при разработке трансфинпланов и техпромфинпланов предприятий и организаций Минавтотраноа PCiCP,
Основным показателем народнохозяйственной эффективности является годовой экономический эффект, представляющий собой суммарную экономию всех производственных ресурсов (живого труда, материалов, капитальных вложений) в расчете на годовой объем работы, которую получает народное хозяйство в результате использования новой техники и которая, в конечном счете, выражается в увеличении национального дохода.
Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведенных затрат по базовой и новой технике. Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости и нормированной прибыли: м- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15 [47] ; К - удельные капитальные вложения в производственные фонды, руб. При определении годового экономического эффекта должна быть обеспечена сопоставимость сравниваемых вариантов новой и базовой техники по: объему производимой с помощью новой техники работы,
Некачественным параметрам, фактору времени, а также социальным факторам перевозок, включая влияние на окружающую среду, к которым относятся повышение комфортабельности и сокращение времени проезда пассажироов.. уменьшение токсичности выбрасываемых в атмосферу отработанных газов и др.
За базу сравнения при определении годового экономического эффекта на этапе внедрения новых способов организации производства принимаются показатели заменяемой техники.
Годовой экономический эффект от применения новых способов организации производства, обеспчиваающих экономию ресурсов при перевозке грузов и пассажиров произведенной с помощью базовой и новой техники, определяемых по формуле (8); Л, - годовой объем производства продукции (работы), произ-веденной с помощью новой техники в расчетном году, в натуральных единицах» Анализ положений "Методики" позволяет сделать вывод о том, что они, ориентируя на учет социальных последствий влияния автомобилей на окружающую среду при расчетах экономической эффективности соответттвующих мероприятий, не дают возможности осуществления такого учета и поэтому нуждаются в дополнении. Возросшее влияние научно-технического прогресса, в частности, в области автотранспорта, на социальные условия жизни населения обусловило появление ряда работ советских и зарубежных ученых по проблеме социально-экономической эффективности новой техники.
Одно из направлений исследования этой проблемы - оценка отрицательного влияния внедрения новой техники и технологии на окружающую среду и социальные условия жизни человека [48] .
По своей природе эффективность научно-технического прогресса отражает как экономическую, так и социальную результативность использования его достижений в общественном производстве в их неразрывном единстве и взаимообусловленности. Единство экономического и социального результатов научно-технического прогресса и всего общественного производства вытекает из диалектического единства производительных сил и производственных отношений.
Социалистическое общество познает объективные экономические законы, овладевает механизмом их действия и предвидит его экономические и социальные результаты. Благодаря господству общественной собственности и планомерному регулированию общественной жизни, социализм создает новый, неизвестный ни одному предыдущему общественному строю импульс социально-экономического развития -общественный интерес взамен узких интересов отдельных социальных групп и классов. Поэтому категория экономической эффективности научно-технического прогресса при социализме превращается в категорию социально-экономической эффективности.
Блок-схема и алгоритм оптимизации параметров системы "ТП-ГС"
У - экономия от использования отходов пртизводства, загрязняющего окружающую среду; Уе - предотвращенный социальный ущерб (ущерб населению). Методологический подход к оценке социальных результатов внедрения новой техники, предложенный авторами работ [24, 32, 42, 48, 85 ] , изложенный выше, снимает возражения некоторых экономистов против существования этой проблемы. Свои возражения они основывают на том, что все компоненты качества природной среды в настоящее время задаются государством в виде норм и стандартов (предельно-допустимые уровни шума или предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и т.д.), являются обязательным параметром любого нового вида техники (нормативы шумнос-ти автомобилей или содержание вредных веществ в отработавших газах). Отсюда они делают вывод, что экономическая эффективность новой техники рассчитывается с учетом заданных нОРМ или станда г) то в социальных результатов ее использования т е результаты напавне с потребительской стоимостью данной техники входят в полезный результат на который определяется эффект и нет надобности отдельно учитывать эйгхЬект социальных ее результатов Действительно отрицательные социальные результаты новой техники нормироваться и Однако это не значит что общество не заинтересовано в том чтобы знать что дает SMу достижение норм или стандатэтов в улучшении социальных
"Большие масштабы загрязнения окружающей среды наносят обществу существенный ущерб. В настоящее время известны три способа экономической оценки ущерба (потерь) от загрязнения окружающей среды. Первый из них основан на оценке эмпирических зависимостей между загрязнением среды и фактическими потерями, которые несет народное хозяйство. Полученные величины экстрапо-нируются на соответттвующие этапы расчетного периода. Второй способ заолючается в попытке возмещения вреда, причиняемого конкретному потребителю эмиссией загрязнений. Оценку ущерба обычно производят по среднеотраслевым значениям затрат потребителей для воспроизводства ранее утраченных благ. Основное содержание третьего способа - в учете затрат на предотвращение загрязнений в источнике их возникновения.
К последнему способу относятся, например, оценка оборудования очистных сооружений или малоотходных технологических процессов. В этом случае основная масса ущерба может быть названа таковой лишь условно, т.к. возникновение ее реально возможно лишь в базовом варианте (без очистки). Но это не лишает такие расчеты достоверности, ведь известный характер условности присущ и любому другому виду сравнения проектных вариантов (если речь идет о новом строительстве).
В работе [57] под экономическим ущербом от загрязнений понимаются дополнительные затраты, возникающие в народном хозяйстве и у населения в результате повышенного загрязнения атмосферы.
Согласно принятому ООН определению, вещество считается загрязнителем, если оно встречается в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве [79]
К первому способу относится предлагаемый в работе [12] метод определения и прогнозирования ущерба от загрязнения атмосферы по сумме локальных ущербов, причиняемых населению У5 , коммунальному хозяйству Ук , промышленности У„ , , сельскому хозяйству Уа , лесному хозяйству Й, , т.е.:
При оценке ущерба здравоохранению принимается, что этот ущерб пропорционален концентрации загрязнений, т.е.: где У3 - ущерб здравоохранению, приходящийся на 1000 чел., тыс.руб.; %- концентрация соответствующего загрязнения в единицах ПДК (среднесуточная предельно-допустимая массовая коицентрация) ; С - показатель, зависящий от ингредиента и равный для пыли 0,57, для сернистого ангидрида 0,36, для окиси углерода 0,55, для окислов азота 0,42, Для окиси углерода ущерб здравоохранению равен [I3J : г"-Г (13) где в - основание натурального логарифма; % - концентрация окиси углерода в единицах среднесуточной предельно-допустимой концентрации, мг/м3,
Ущерб У$ подсчитывается для трех групп населения (дотрудо-способного и трудоспособного возраста, пенсионеры). Изменение различных факторов (площадей загрязнения, концентрации загрязнений и т.п,) за прогнозируемый период учитывается с помощью соответствующих индексов. Например, для группы трудоспособного населения (П группа) прогнозируемый ущерб представляется в виде: где I - индекс увеличения площади загрязнения в прогнозируемом году; #Л/ з.Уу - ущербы, причиняемые повышенной заболеваемостью населения в базовом году соответственно от пыли, сернистого газа, окиси углерода и окиси азота; - индексы концентрации пыли, сернистого газа, окисей углерода и азота в прогнозируемом году; КМ/КПі/ ї удельные веса ущербов, приходящихся на медицинское обслуживание, недопроизводство национального дохода и обслуживание группы П в общем объеме ущерба в базовом году; lM / ,IS - индексы медицинского обслуживания, национальнего дохода, благосостояния. Ущерб Ук , наносимый жилищно-коммунальному хозяйству выражен через сумму дополнительных затрат по уборке территории от пыли А/и , на содержание общественного транспорта /Vr , на содержание зданий и сооружений Мс , на бытовые мероприятия Mf , по уходу за зелеными насаждениями М и на содержание личного транс
Методика исследования параметров городской среды. Комплекс акустической аппаратуры.
Система "ТП-ГС" характеризуется следующими параметрами: интенсивностью движения, скоростью и составом транспортного потока, длиной перегона, числом жителей и уровнем зашумленности городской среды. Эти параметры в условиях функционирующей системы "ТП-ГС" могут изменяться в достаточно больших пределах, причем, каждому значению одного параметра при заданных (или фактических) значениях остальных, будет соответствовать определенное значение критерия оптимальности, Очевидно, что определение, в каждом конкретном случае, его величины путем проведения соответствующих расчетов - задача достаточно трудоемкая. С целью снижения трудоемкости расчетов была решена задача по разработке расчетного метода определения влияния указанных параметров на величину приведенных затрат.
Определение граничных значений параметров системы "ТП-ГС". Разработка расчетного метода определения величины приведенных затрат, характеризующих систему "ТП-ГС", подразумевает определение области значений параметров, описывающих эту систему.
Жилая застройка города характеризуется двумя основными показателями: - плотностью жилого фонда "нетто" (Р) -площадью жилых помеще - 87 Ний на I га жилой части квартала или микрорайона (М2/га) ; - плотностью населения "нетто" ( N ж ) - количеством жителей на I га жилой части квартала или микрорайона.
Площадь жилой части микрорайона обозначим Яж и для удобства расчетов будем выражать в м2. Плотность жилого фонда "нетто" для условия крупного города по данным работ [14,51] составляет в среднем hb% от площади жилой части микрорайона.
По данным работы [70J , расстояние между улицами, проходящими по территории жилой застройки составляет в среднем 500 м. Если длину перегона (для удобства расчетов) принять равной I км, то площадь прилегающего микрорайона составит 500 000 м2. При условии, что ширина зоны шумового влияния одной улицы составляет половину расстояния между улицами, площадь микрорайона, находящегося в зоне влияния равна 250 000 м .
Площадь жилой части микрорайона, для условий крупного города с 5-16 этажной застройкой составляет в среднем 67 от общей площади микрорайона.
Для рассматриваемого случая площадь жилой части микрорайона ко.орые могут подвергаться воздействию определенного (о учетом принятых допущений), с другой стороны, возможна ситуация, когда вся жилая застрюйка находится в зоне акустического комфоота, например, если жилой район закрыт для движения автомобилей и отсутствуют другие внешние источники шума. В этом случае число жителей, подвергающихся шуМОВому вОЗДеЙСТВИЮ TDaHCnODTHHY потоков равно нулю. Для удобства расчетов, число жителей представляется в интервале от О до 7500 чел. рядом значений: 7500 5000 2500, 1250, 625 чел.
Скорость движения транспортного потока принимается в интервале от 35 до 65 км/ч. Значения скорости 35 и 65 км/час вводятся в расчеты с целью определения граничных значений параметров системы "ТП-ГС", начиная с которых оптимальная скорость движения меньше 40 и больше 60 км/час. Эти граничные значения определяют целесообразность проведения шумозащитных мероприятий градостроительными
Удельный вес грузовых автомобилей в потоке может изменяться от нуля до единицы. Последнее возможно в случае наличия вблизи жилых районов улиц грузового движения.
Согласно данным работы [28] , средняя продолжительность пребывания городского населения дома (с учетом затрат времени на работу, трудовые и бытовые поездки, отдых, отпуск и другие цели не связанные с пребыванием в квартире), для условий г.Москвы составляет 12 часов. Если принять, что среднее время начала работы равно 8 часам, то с учетом времени подхода к остановкам общественного транспорта, ожидания и времени поездки на работу, можно принять, что время выхода из квартиры равно 7 часам; тогда рассматриваемый период времени пребывания населения дома - с 19 до 7 часов.
Принятые значения параметров системы "ТП-ГС" являются основой для определения характере их влияния на величину приведенных затрат и поиска оптимальні решений в данной системе.
Блок-схема и алгоритм оптимизации параметров системы "ТП-ГС".
Разработанные методические принципы определения величины приведенных затрат позволяют определять оптимальные значения параметров системы "ТП-ГС" по выбранному критерию (формула 42). Разработанный алгоритм расчета этих значений был реализован на ВВМ "ЕС-Ю20".
Программа написана на алгоритмическом языке ПЛ-1, реализованном в операционной системе ДОС ЕС версии 2.1. Используемые внешние устройства: накопитель на магнитных дисках с резиденцией системы, перфокарточный ввод и алфавитно-цифровое печатающее устройство.
