авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Обеспечение дорожной безопасности автомобильного транспорта в зимний период

-- [ Страница 2 ] --

(4)

Поделив полученный результат на количество зафиксированных ДТП получим средний межаварийный пробег транспортных средств. С учётом того, что последствия ДТП видны на дороге всё время пока сотрудники ГИБДД не произведут осмотр места аварии (а при необходимости к этому времени необходимо добавить и вызов эвакуатора), данная величина характеризуется таким параметром как время ожидания ТОЖ. За это время мимо места ДТП проедет:

(5)

транспортных средств. Суммарный пробег этих транспортных средств составит:

, (6)

суммарный пробег т/с по дорогам до аварии может быть найден из уравнения:

, (7)

где D– число ДТП на исследуемом участке дороги.

Если рассматриваемая дорога имеет несколько характерных участков, то последнее уравнение следует писать в виде:

. (8)

Результаты расчёта по данным выражениям для разных типов дорог показаны на рисунке 1.

 а) б) Распространение пробега т/с-10 а)  б) Распространение пробега т/с между-11 б)

Рис.1. Распространение пробега т/с между ДТП по разным дорогам;

а) – без пострадавших; б) – с пострадавшими

1- загородные дороги местного значения; 2 – загородные дороги группы А и Б; 3 – загородные дороги группы В; 4 – городские магистральные дороги; 5 – городские дороги районного и местного значения; 6 – среднее значение.

Приведённые данные свидетельствуют, что изменение коэффициента аварийности дорожного движения с пострадавшими, показывающего на сколько велика опасность погибнуть в ДТП, не совпадают с изменением общего коэффициента аварийности. То есть для анализа влияния того или иного фактора на безопасность дорожного движения необходимо оперировать двумя указанными показателями, так как одни и те же мероприятия могут повысить один из них и снизить другой. На рисунке 2 показано изменение аварийности в зависимости от движения по улицам Нижнего Новгорода с разной интенсивностью движения.

 Изменение показателей аварийности-12

Рис. 2. Изменение показателей аварийности в зависимости от интенсивности движения т/с по дорогам Нижегородской области

Исследования транспортных потоков, проведённые автором, позволили установить, что величины среднеквадратичных отклонений с 10% погрешностью можно принять равными средним значениям количества исследуемых транспортных средств в потоке и в ДТП (при условии соблюдения размерности единиц транспортного потока на один исследуемый автомобиль) То есть функция распределения вероятностей интервалов движения т/с и частота их попадания в ДТП будет иметь вид:

, (9)

где - процентное содержание исследуемого фактора в общем объёме ДТП.

Полученные данные свидетельствуют о том, что бы оценить влияние того или иного параметра дорожного движения на его аварийность с использованием такого критерия как пробег т/с между ДТП необходимо проведение исследований не менее чем 100 ДТП, характеризующихся исследуемым параметром. То есть методом наружного наблюдения необходимо проезжать в год не менее 10000 км, что является крайне трудоёмкой операцией. Для экспресс анализа ситуации в том или ином районе можно использовать такой показатель как число ДТП на тонну проданного автомобильного топлива, так как данный показатель косвенно связан с величиной пробега т/с между ДТП. Однако, наиболее точным параметром оценки влияния того или иного фактора на аварийность являются безразмерные коэффициенты активной и пассивной безопасности, которые можно определить из выражения:

. (10)

При применении данного коэффициента можно не проводить дорогостоящие прямые наблюдения, а пользоваться журналами учёта ДТП в различных структурах ГИБДД.

На основе теории вероятности и математической статистики было установлено, что анализ аварийности может производиться по выборке в которой должно быть описано не менее 100 случаев ДТП в которых был задействован исследуемый фактор. При этом, для обеспечения репрезентативности в исследуемом массиве должно быть: ДТП без пострадавших в населённых пунктах (60% случаев), ДТП без пострадавших вне населённых пунктов (15% случаев) ДТП с пострадавшими в населённых пунктах (15% случаев ) и ДТП с пострадавшими вне населённых пунктов (10% случаев).

В третьей главе представлены результаты теоретических и статистических исследований, посвящённых определению степени влияния того или иного параметра зимней дороги на безопасность дорожного движения. Установлено, что несмотря на то, что 25% ДТП происходит в условиях заснеженных дорог, непосредственное влияние на ухудшение управляемости транспортных средств в предаварийный период зимние дороги оказали влияние только в 15% случаев ДТП, а в более половины случаях контраварийные манёвры вообще не производились. Взаимосвязь скоростного режима автомобилей с характером контраварийных манёвров показана на рисунке 3.

а б Взаимосвязь скоростного режима-15а б

Рис.3. Взаимосвязь скоростного режима автомобилей с характером контраварийных манёвров водителя;

а) на принятие решения водителем о выполнении того или иного манёвра, 1 – манёвр отсутствует; 2 – торможение; 3 – поворот; 4 – перестроение; 5 – торможение с поворотом; б) - Дифференциальные функции распределения вероятности ДТП от скорости движения транспортного средства, суммарная и с отсутствием манёвров перед ДТП

Полученные данные позволили получить выражение для определения изменения параметров аварийности от управляемости транспортного средства:

, (11)

где U – коэффициент аварийности, связанный с управляемостью транспортных средств, U – общий коэффициент аварийности транспортного потока, А – скорость движения автомобилей; 21 – средняя скорость автомобилей (в км/ч), предшествующая аварийной обстановке; 33 – средняя скорость автомобилей (в км/ч), предшествующая аварийной обстановке, когда хотя бы один из водителей пытался предотвратить ДТП путём совершения контраварийных манёвров.

Решение данного уравнения показывает возможность снижение аварийности на дорогах, путём повышения управляемости транспортных средств на 30%, причём для наиболее тяжёлых случаев аварий, происходящих на скоростях выше 50 км/час, то за счёт повышения управляемости число ДТП может быть снижено на 50%.

Для получения зависимости изменения аварийности от коэффициента сцепления колеса с дорогой в зимний период, как наиболее полно отражающего степень управляемости транспортного средства, был применён метод стратификации, в результате которого из основной совокупности ДТП были проанализированы аварии, произошедших за период с 2002 по 2006 годы, отличительной особенностью которых являлось то, что водители при возникновении опасной дорожной обстановки пытались применить тот или иной вид манёвров. Без учёта аварий в зимний период, когда для предотвращения ДТП не хватило величины сцепления колеса с дорогой, распределение вероятности ДТП примет вид: f(v)=0,05e-0,05(v-27). Тогда, за счёт улучшения содержания дорог в зимний период показатель аварийности может быть снижен на величину:

, (12)

что говорит о том, что путём повышения уровня зимнего содержания дорог можно снизить аварийность на наших дорогах на 15%. Кроме возможности путей снижения аварийности на дорогах, одной из важнейших научных задач является определение ухудшения безопасности дорожного движения под действием неблагоприятных погодных факторов.

В соответствии с вышеприведенными принципами были построены зависимости, характеризующие изменение аварийности при движении по мокрой дороге, а также для автомобилей, оснащённых АБС. Полученные данные позволили аппроксимировать зависимость изменения аварийности от коэффициента сцепления колеса с дорогой зависимостью вида:

, (13) графический вид которой показан на-19, (13)

графический вид которой показан на рисунке 4.

При торможении на дороге, с различными сцепными свойствами в поперечном направлении на автомобиль действует разворачивающий момент, который, при определённых условиях вызовет выход автомобиля за пределы полосы движения. Такое неуправляемое движение называют заносом, а неравномерность коэффициентов сцепления колеса и дороги - микстом. Около 5% ДТП (а в зимнее время – более 15%) связано именно с таким поведением автомобиля. Единственным способом предотвращения заноса автомобиля, при торможении в условиях разных значений сцепления колеса и дороги является не полное использование сцепных свойств других колёс с дорогой.

 Аналитическая зависимость-20

Рис.4. Аналитическая зависимость изменения коэффициента аварийности от коэффициента сцепления колеса с дорогой

Существуют несколько моделей уменьшения тормозного усилия на колёсах, позволяющих обеспечить удержания автомобиля на заданной траектории в условиях микста. Наиболее простой алгоритм применялся в автомобилях, имеющих двухканальные системы АБС, которые являются одновременно одними из самых простых в конструкции, но наименее эффективными в условиях торможения на миксте. Давление во всей системе одинаково и определяется самым низким коэффициентом сцепления среди всех контролируемых колёс:

. (14)

Коэффициент использования тормозного усилия у АБС с устройством задержки образования момента разворота (GMA), которое задерживает рост давления в колёсном цилиндре переднего колеса с более высоким коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, может быть найден из выражения:

. (15)

Максимально возможный теоретический коэффициент использования тормозных сил может быть получен при управлении автомобилем, не оснащённым АБС:

, (16)

однако анализ действий водителей в аварийной обстановке показывают, что случаи дозированного нажатия на педаль тормоза в указанных условиях ничтожно малы, торможение происходит путём однократного нажатия на педаль тормоза, что в условиях микста приводит к выезду автомобиля за пределы полосы движения.

Графический вид зависимостей 14 – 16 показан на рисунке 5. Так как изменение коэффициента используемого тормозного усилия предполагает не полное использование величины коэффициента сцепления колеса с дорогой, то влияние величины разницы в коэффициентах сцепления колеса с дорогой левога и правого борта автомобиля на аварийность движения может быть представлена в виде модифицированного выражения 15:

, (19)

решения которого в графическом виде показаны на рисунке 6

 Зависимость изменения величины-25

Рис.5. Зависимость изменения величины тормозного усилия, обеспечивающей отсутствие заноса автомобиля при торможении на миксте;

1 – для легковых автомобилей В-класса; 2 – для среднетоннажных грузовиков; 3 – для длинномерных транспортных средств

 а б Изменения коэффициента-27

а б

Рис. 6. Изменения коэффициента аварийности от коэффициентов сцепления левых и правых колес автомобиля с дорогой с дорогой;

а – для автомобилей оснащённых АБС, срабатывающих по минимальному коэффициенту сцепления колеса с дорогой; б – для автомобилей, оснащённых АБС с устройством GMA.

Кроме рыхлого снежного покрова на дороге после снегопада, под действием колёс транспортных средств образуется накат из уплотнённого снега, а при переходе температуры поверхности дороги через точку замерзания воды или рассола то и лёд. При этом на дороге будут образовываться неровности разной толщины, при преодолении которых на транспортное средство будет действовать момент, стремящийся дополнительно развернуть транспортное средство. При этом, величина неровности начнёт оказывать влияние на траекторию движения транспортного средства при выполнении следующего условия: , где - угол контакта неровности с колесом, равный , h – высота неровности, rK – радиус качения колеса, - угол трения между колесом и дорогой, - коэффициент сцепления колеса и дороги. Уравнение поворота транспортного средства, преодолевающего заторможенным колесом препятствие на дороге может быть записано в виде:

. (20)

Способом предотвращения заноса при наезде заторможенным колесом на неразрушаемое препятствие служит опять таки уменьшение тормозного усилия. При растормаживании колёс возрастает их сила сопротивления боковому перемещению, что способствует стабилизации движения автомобиля. Дифференциальное уравнение движения автомобиля при растормаживании автомобиля будет иметь вид:

, (21)

где mi – вес автомобиля, приходящегося на i ое колесо, ri – расстояние от i ого колеса до центра тяжести автомобиля N – число колёс у автомобиля.

При решении полученного уравнения следует помнить, что растормаживание колёс не может произойти мгновенно, в результате чего автомобиль до начала растормаживания повернётся на угол, равный где выражение в скобках представляет собой сумму времени реакции водителя и срабатывания тормозного механизма.

Сравнение экспериментальных данных и теоретических расчётов, связанных с преодолением заторможенным колесом препятствия показано на рисунке 7.

Методом предотвращения заноса при наезде на недеформируемое препятствие при повороте будет увеличение радиуса поворота, которое, как и в случае с торможением, может быть обеспечено прекращение поворота, на время, необходимое для стабилизации движения. По аналогии с уравнением 19 манёвр «поворот» буде разбит на два участка: прямолинейного движения на расстояние, необходимое для стабилизации движения, и с радиусом поворота, зависящим от величины сцепления колеса с дорогой. При этом действительный радиус поворота будет найден как сумма радиуса поворота, зависящего от коэффициента сцепления колеса с дорогой и прямолинейного участка.

По аналогии с коэффициентом использования тормозного усилия введём коэффициент использования рулевого механизма, который может быть найден из выражения:

, (22)

где hZ – величина прогиба колеса.

аб Результаты сравнения-35аб Результаты сравнения-36б

Рис.7. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований по изменению ускорений торможения автомобиля при наезде на неразрушаемое препятствие;

а – от высоты неровности; б – от статического радиуса колеса

1 – для колеса со статическим радиусом 0,26м; 2 – для колеса со статическим радиусом 0,453м; 3 – экспериментальные точки; 5 – для препятствия высотой 0,06м; 6 – для препятствия высотой 0,03 м; а – теоретические зависимости; б- регриссионные зависимости

Гораздо большее влияние, по сравнению с аварийностью, управляемость автомобиля оказывает на тяжесть последствий. Это обусловлено тем, что большинство аварий происходит на скорости от 0 до 20 км/час. При этом манёвры транспортных средств, предпринимаемые с целью предотвращения ДТП как правило отсутствуют (так как практически любой манёвр на таких скоростях приводит к предотвращению ДТП), а повреждения наносимые участникам дорожного движения, даже пешеходам незначительны. С увеличением скорости водители всё чаще предпринимают неудачные попытки избежать ДТП с использованием манёвров. Так на скоростях свыше 60 км/час повышение управляемости транспортных средств позволило бы избежать более чем 50% аварий (см. рисунок 4).

На рисунке 8 приведён результат обработки статистических данных, показывающих связь между коэффициентом сцепления колеса с дорогой и степенью повреждений пешеходов, водителей и пассажиров транспортных средств исходя из изменения энергии столкновения.

Анализ полученных результатов позволил модифицировать уравнение 19 для случаев ДТП с пострадавшими в условиях движения по дороге заносимой снегом:

,(23)

где К4 – коэффициент, учитывающий тяжесть последствий при ДТП с пострадавшими, равный 0,5 для случаев ДТП с пешеходами и 0,75 для случаев ДТП с водителями и пассажирами.

а б Изменение энергии удара при ДТП в-38а б

Рис.8. Изменение энергии удара при ДТП в условиях разного коэффициента сцепления колеса с дорогой и изменения степени травмируемости пешеходов (а) и водителей и пассажиров (б); 1 - доля ДТП с энергией поглощённой кузовом т/с в пределах от 200 до 500 кДж; 2 - доля ДТП с энергией поглощённой кузовом, превышающей 500 кДж

Изменение коэффициентов общей аварийности и аварийности с пострадавшими пешеходами и водителями и пешеходами показаны на рисунке 9.

 Изменение тяжести последствий ДТП в-40

Рис. 9. Изменение тяжести последствий ДТП в зависимости от коэффициента

сцепления колёс с дорогой;

1 – ДТП без пострадавших; 2 – ДТП с пострадавшими пешеходами; 3 – ДТП с пострадавшими водителями и пассажирами транспортных средств.

Из рисунка видно, что совершенствование зимнего содержания дорог значительно влияет только на величину ДТП без пострадавших, это объясняется тем, что при движе-

нии в сложных дорожных условиях водители значительно снижают скорость движения транспортных средств, а именно этот параметр и является определяющим при оценке возможных последствий при ДТП.

В четвёртой главе разработана математическая модель полислоистого полизонального снежного покрова, формирующегося на поверхности дорог под действием погодных факторов и движителей транспортных средств. При проведении научных исследований было установлено, что в зависимости от интенсивности выпадения снега (за счёт снегопадов или метелевых переносов), скорости замерзания и объема воды, а также мощности транспортного потока дороги в зимний период характеризуются различными поверхностями, с которыми взаимодействуют движители и рабочее оборудование специальных транспортно-технологических машин. Они представляют собой сложные пространственные системы, обладающими двумя основными характеристиками, определяющими их свойства: опорной прочностью и геометрической формой.

Опорная прочность материала полотна пути формирует такие эксплуатационные свойства, как скоростные и тормозные качества, управляемость, устойчивость, топливная экономичность транспортных средств, а также силу сопротивления разрушения рабочим органом.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.