Сильянов В.В., Домке Э.Р. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц

Подождите немного. Документ загружается.

распределение взгляда, время реакции.

Для измерения этих показателей используют ходовую психофизиологическую

лабораторию (рис. 8.7).

На теле водителя устанавливают специальные датчики, позволяющие

регистрировать изменение перечисленных выше показателей во время движения

автомобиля-лаборатории по опасному участку (рис. 8.8).

Применение ходовых лабораторий позволяет проводить детальное изучение

условий движения на опасном участке и на основе этого разрабатывать наиболее

эффективные мероприятия по повышению безопасности и удобства движения.

Рис. 8.7. Ходовая психофизиологическая лаборатория:

1 - магнитный преобразователь; 2 - усилитель; 3 - прибор регистрации пути и скорости движения;

4 - пульт управления; 5 - электроэнцефалограф; 6 - самописец;

7 - тахогенератор переменного тока; 8 - аккумуляторы

Рис. 8.8. Пример записи психофизиологических показателей водителя

с помощью ходовой лаборатории:

1 - скорость; ОКГ - движение глаз; КГР - кожно-гальваническая реакция; ЭКГ - электрокардиограмма;

НК - начало кривой; КК - конец кривой; R - радиус кривой

Для изучения влияния дорожных условий на режимы движения транспортных

потоков широкое применение находят также стационарные методы и аэрофотосъемка.

Методами стационарных наблюдений обычно оценивают следующие

характеристики движения транспортных потоков: мгновенные скорости движения 15; 50;

85 и 95%-ной обеспеченности, траектории движения, интервалы и дистанции между

автомобилями, плотность транспортного потока.

Для измерения применяют секундомеры, кинокамеры, многоперьевые самописцы,

радиолокатор, видеомагнитофон, а также методы стереофотограмметрии.

Применение радиолокатора позволяет повысить точность измерений скоростей

движения. При высокой интенсивности движения применение радиолокатора оказывается

невозможным, поэтому в этом случае используют кинокамеру и видеомагнитофон.

Универсальным методом одновременной оценки всех характеристик движения

транспортных потоков является аэрофотосъемка, с помощью которой можно

161

непосредственно проводить измерение таких характеристик транспортного потока,

измерение которых невозможно другими способами (например, плотности движения

транспортного потока).

При обработке материалов покадровой аэрофотосъемки скорость движения

автомобиля определяется по расстоянию, пройденному автомобилем за время Δt = t

– t

с, между моментами фотографирования двух смежных кадров:

где S - путь, пройденный автомобилем (в масштабе снимка), мм; Н

- высота

фотографирования, м; f

- фокусное расстояние аэрофотокамеры, мм.

Интервал между автомобилями по длине ΔL

, определяют на основании данных

измерений расстояний по аэрофотоснимкам:

где l

- расстояние между автомобилями в масштабе снимка, мм.

Для оценки характеристик движения транспортных потоков монтаж фотосхем

выполняют в ступенчатом виде с размещением аэрофотоснимков один под другим с

ориентировкой их по линиям, проходящим через одноименные неподвижные точки

местности.

Смещение Δl является пройденным путем в масштабе снимка за время Δt между

двумя последовательными экспозициями. Тогда скорость движения автомобиля

где Δl - пройденный путь автомобиля, м; М - масштаб снимка; Δt - промежутки времени

между двумя экспозициями, с.

Рис. 8.9. Шаблон для определения скорости движения и ускорения

автомобиля при аэрофотосъемке

Для сокращения времени на определение скорости движения и ускорения

автомобиля может быть использован специальный шаблон (рис. 8.9).

Скорость движения автомобиля может быть также определена способом,

основанным на измерении псевдопараллакса движущегося автомобиля по стереопаре (рис.

8.10):

162

υ = ΔpM/Δt, (8.22)

где Δр - разность между продольным параллаксом и псевдопараллаксом.

Плотность транспортного потока определяется путем предварительного подбора

всех перекрывающихся фотоснимков из материалов разных залетов.

В результате получаются данные о числе автомобилей на участке в разные

моменты времени. Плотность движения на участке дороги получается путем

суммирования числа автомобилей на единицу длины в единицу времени:

3600

q 

(8.23)

где п - число автомобилей, прошедших по участку за время t; L - протяженность участка

дороги, км.

Аэрофотосъемку выполняют с вертолета или самолета. Масштаб съемки 1:1000 -

1:1500, интервал съемки 0,5...2 сек.

Рис. 8.10. Определение скорости движения автомобиля по способу псевдопараллаксов:

, S

- местоположение вертолета в моменты съемки автомобиля, находящегося соответственно в точках А

и В; Δр - разность между продольным параллаксом и псевдопараллаксом

Интенсивность движения определяется с использованием результатов подсчета

числа автомобилей на маршруте за известный период времени Т, в течение которого

велась аэрофотосъемка

где υ

- средняя скорость движения вертолета (самолета), км/ч; υ

- средняя скорость

движения транспортного потока на участке дороги, км/ч; п

- число автомобилей на

полосе, на которой автомобили движутся навстречу направлению полета вертолета

(самолета); п

- число автомобилей на полосе, на которой направление полета вертолета

(самолета) и движение автомобилей совпадают; Т - продолжительность съемки, ч.

Для любой точки дороги, расположенной вдоль оси маршрута съемки, точность

определения координат по стереомодели может быть рассчитана по формулам

163

где т

, т

, m

- средние квадратические ошибки определения координат точек местности;

М - масштаб съемки; m

- средняя квадратическая ошибка измерения поперечного

параллакса определяемой точки на снимке (точность определения всех характеристик

движения транспортного потока составляет 1...22 %); f

- фокусное расстояние

аэрофотокамеры, мм; b - базис фотографирования, принимаемый в масштабе снимка.

8.3. Построение линейных графиков скоростей движения и расхода топлива

При разработке практических мероприятий по повышению транспортно-

эксплуатационных качеств автомобильных дорог основное внимание уделяется анализу

скоростей движения на дороге. От установившегося на дороге скоростного режима

зависят безопасность дорожного движения, пропускная способность и технико-

экономические показатели транспортной работы дороги.

Наиболее детальная оценка условий движения на дороге может быть получена с

помощью линейного графика скоростей движения.

Такие графики строят путем проезда автомобиля-лаборатории по обследуемому

маршруту с непрерывной регистрацией скорости движения.

Может быть построен линейный график скорости движения одиночного легкового

или грузового автомобиля, а также линейный график изменения вдоль дороги средней

скорости движения всего транспортного потока.

Линейный график скорости движения легковых автомобилей используется для

оценки безопасности дорожного движения на основе метода коэффициентов

безопасности, для оценки расхода топлива и разработки мероприятий по

совершенствованию системы организации дорожного движения.

Линейный график средней скорости движения транспортного потока позволяет

выявить возможные места заторов, используя для этого данные о скоростных режимах

разных типов автомобилей, оценить среднее время сообщения и средние

эксплуатационные скорости движения.

Линейный график скорости движения характерен наличием мест снижения

скорости. Число таких мест и перепад значений скоростей на этих участках зависят от

сложности дорожных условий, условий восприятия водителями средств организации

дорожного движения.

Снижение скорости движения может быть вызвано общей сложностью рельефа

местности, наличием отдельных неблагоприятных для движения участков (кривые малого

радиуса, узкие мосты и т.п.), плохим состоянием дорожного покрытия.

Применение линейного графика совместно с данными по аварийности, а также

диаграммы время - путь (рис. 8.11) позволяет разрабатывать рекомендации по расстановке

дорожных знаков, нанесению разметки проезжей части, назначению мест установки

ограждений.

Особенно эффективно использование всех видов линейных графиков скоростей

движения для назначения, как общего, так и местного ограничения скорости движения.

Большое внимание при обследовании дорог должно уделяться оценке

энергетических затрат на рассматриваемой дороге.

В первую очередь это относится к оценке расхода топлива, на который

существенное влияние оказывает состояние дорожного покрытия и размеры

геометрических элементов дороги (табл. 8.6).

При проезде криволинейных участков в плане радиусами 1500 и 1000 м расход

164

топлива составляет соответственно 105 и 114 % по сравнению с проездом горизонтальных

участков.

Проектирование дорог с радиусами кривых в плане более 1500 м и с продольными

уклонами менее 30 ‰ обеспечивает экономию не менее 7...8 % топлива.

При отсутствии ходовой лаборатории, оборудованной соответствующей

аппаратурой, расход топлива при движении автомобиля по заданному участку дороги

может быть определен при помощи графиков динамических и экономических

характеристик.

Рис .8.11. Диаграмма время - путь:

а - места и продолжительность заторов; б - продолжительность поездки (указана в мин); в - уровни удобства

движения; г - скорость движения (указана в км/ч); д - план дороги и указатели километров

Таблица 8.6

Скорость

движения, км/ч

Относительный расход топлива, %, при продольных уклонах, ‰

-30 0 +30 +45 +60

Равномерная 58 100 147 156 166

60...80 48 100 159 - -

80...100 58 100 164 - -

Для этого определяют скорость движения на отдельных участках и дорожные

сопротивления (ψ =f + i).

График динамической характеристики автомобиля строят с использованием

формулы

165

где q

- удельный расход топлива, г/(Вт ч); К

- коэффициент сопротивления воздуха; ω -

площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную направлению движения

автомобиля, м

; υ - скорость движения, км/ч; G - масса автомобиля, кг; ψ - дорожные

сопротивления; η

тр

- коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля; ρ -

плотность топлива, кг/м

Для ориентировочной оценки расхода топлива рекомендуют следующие

зависимости при υ = 60 км/ч:

при оценке влияния продольного уклона i

= 5,035 + 0,7689i - 0,0261i

; (8.29)

при оценке влияния радиуса кривой в плане R

= 4,8081 - 0,001/R + 0,4339/R

. (8.30)

Линейные графики для наиболее важных маршрутов строят через каждые 5 лет, что

позволяет выявлять тенденцию изменения условий движения на опасных участках дорог.

Контрольные вопросы

1. Как организуют учет интенсивности и состава движения по дороге?

2. Какие параметры транспортного потока и как определяются при обработке

результатов учета движения?

3. Как строят линейный график изменения интенсивности движения вдоль

дороги?

4. Как оценивают пропускную способность дороги?

5. Какие параметры движения можно изучить с помощью ходовой

лаборатории?

6. Как проводят исследования условий труда водителей?

7. Какие преимущества дает использование аэрофотосъемки при оценке

характеристик движения транспортных потоков?

8. Для каких целей и как строят линейные графики скоростей движения и

расхода топлива?

ГЛАВА 9

ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

9.1. Анализ данных о дорожно-транспортных происшествиях

Анализ распределения дорожно-транспортных происшествий на всем протяжении

дороги и плотности их концентрации позволяет выявлять опасные участки и

устанавливать степень влияния дорожных условий на аварийность.

В настоящее время существует общегосударственная система учета дорожно-

транспортных происшествий на всей сети дорог страны, организацией которой занимается

Главное управление ГИБДД МВД России.

Кроме этого, сведения о дорожно-транспортных происшествиях собираются и

166

анализируются всеми дорожными и автотранспортными организациями. На каждое

дорожно-транспортное происшествие заполняют специальную учетную карточку, данные

которой по телетайпу передают в единый вычислительный центр МВД России для

последующей обработки и анализа с помощью ЭВМ.

В государственную отчетность включают только те дорожно-транспортные

происшествия, при которых погибают или получают ранения участники дорожного

движения и возникает большой материальный ущерб. При обследованиях дорог

учитывают все дорожно-транспортные происшествия, при этом большое внимание

уделяется анализу данных из учетных карточек, имеющихся в ГИБДД МВД России.

О пострадавших собирают следующие сведения: возраст; профессия; средняя

заработная плата; вид повреждения (легкие телесные повреждения, тяжелые телесные

повреждения, смертельный исход).

К легким телесным повреждениям условно относятся те, при которых

пострадавшим потеряна трудоспособность на срок менее 7 дней, к тяжелым телесным

повреждениям - те, при которых пострадавшим потеряна трудоспособность на срок более

7 дней.

Для оценки экономических потерь вследствие дорожно-транспортных

происшествий выясняют продолжительность нахождения пострадавших в больнице, срок

потери трудоспособности, группу инвалидности (в случае, если пострадавший стал

инвалидом).

При смертельном исходе устанавливают размер пособий, выплачиваемых семье

погибшего.

По каждому дорожно-транспортному происшествию собирают также данные о

участвовавших в них транспортных средствах, водителях, пассажирах, пешеходах,

состоянии погоды. Из карточки учета выписывают все сведения, касающиеся дорожных

условий, времени и числа дорожно-транспортных происшествий.

При осмотре участков дороги, где возникают наиболее тяжелые дорожно-

транспортные происшествия, собирают следующие данные:

место происшествия; характеристика плана и профиля автомобильной дороги

(горизонтальная прямая, кривая в плане, угол поворота трассы, длина кривой, наличие

виража, уклона на спуске или подъеме, протяженность подъема и т. п.);

ширина проезжей части и обочин; ширина проезжей части на мостах и подходах к

ним;

расстояние видимости встречного транспортного средства;

наличие пересечений или примыканий, железнодорожных переездов; наличие

автобусных остановок или стояночных площадок; наличие населенного пункта;

сведения об инженерном обустройстве рассматриваемого участка дороги;

состояние дорожного покрытия, обочин, откосов; наличие боковых препятствий, близко

расположенных к проезжей части; отметка земляного полотна.

Особое внимание уделяется анализу распределения дорожно-транспортных

происшествий по часам суток и устанавливается число и причины дорожно-транспортных

происшествий в темное время суток и в период сумерек, когда резко ухудшаются условия

видимости на дороге.

Принята следующая классификация дорожно-транспортных происшествий по

видам: столкновение транспортных средств; опрокидывание транспортных средств; наезд

на препятствие; наезд на пешехода; наезд на гужевой транспорт; наезд на велосипедиста;

наезд на стоящее транспортное средство; наезд на животное; падение пассажира; прочие

происшествия.

В результате анализа дорожно-транспортных происшествий строят графики

распределения происшествий по дням недели, месяцам. Такие графики позволяют

устанавливать периоды с наибольшим числом дорожно-транспортных происшествий.

Места дорожно-транспортных происшествий наносят на линейный график при помощи

условных обозначений.

167

9.2. Выявление опасных участков на автомобильных дорогах

Данные о дорожно-транспортных происшествиях позволяют получить лишь

частичную картину степени опасности движения по дороге и отдельным ее участкам.

Для выявления опасных участков и прогнозирования степени опасности отдельных

участков дороги используют методы оценки коэффициентов аварийности и безопасности.

Коэффициентом безопасности К

без

называется отношение максимальной скорости

движения, обеспечиваемой тем или иным участком дороги, υ к максимально возможной

скорости въезда автомобилей на этот участок υ

вх

без

= υ/υ

вх

. (9.1)

Участки дорог оценивают по степени опасности для движения, исходя из

следующих значений коэффициентов безопасности:

без

Менее 0,4 0,4...0,6 0,6...0,8 Более 0,8

Характеристика

участка дороги………………………. Очень Опасный Мало- Практически

опасный опасный неопасный

При обследованиях автомобильных дорог на основе линейного графика изменения

скорости движения одиночного легкового автомобиля строят линейный график изменения

коэффициента безопасности (рис. 9.1).

На этом графике выделяют участки дороги по степени опасности, особое внимание

уделяется участкам со значением коэффициента безопасности менее 0,4. В проектах

новых дорог не допускаются участки с коэффициентами безопасности,

Рис. 9.1. Линейный график скорости движения и коэффициента безопасности

не превышающими 0,8. При разработке проектов реконструкции и капитального ремонта

автомобильной дороги следует проводить перепроектирование участков с

коэффициентами безопасности, не превышающими 0,6.

Степень опасности участка дороги может характеризоваться также итоговым

коэффициентом аварийности, представляющим собой произведение частных

коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и профиля дороги:

ит

= К

...К

, (9.2)

где К

, К

, ..., К

- частные коэффициенты, равные отношению числа дорожно-

транспортных происшествий на участке при том или ином параметре элемента плана и

профиля дороги к числу дорожно-транспортных происшествий на эталонном

горизонтальном прямом участке дороги с проезжей частью шириной 7,5 м, шероховатым

168

дорожным покрытием и укрепленными обочинами.

Значения частных коэффициентов аварийности приведены в ВСН 25-86 «Указания

по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах», утвержденном

Минавтодором РСФСР 28.01.1986.

При определении значения коэффициента К

, учитывающего влияние радиуса

кривой в плане, вводят поправку на наличие виража. Для этого при оценке степени

безопасности дорожного движения исходят из значения эквивалентного радиуса кривой,

допускающего движение с той же скоростью, что и на рассматриваемой кривой, но

имеющей уклон виража, равный уклону проезжей части на прямых участках:

где φ - коэффициент поперечной силы, при расчетах на устойчивость принимаемый

равным коэффициенту поперечного сцепления (примерно 0,6 коэффициента продольного

сцепления); i - поперечный уклон, отн. ед.

Индекс «кр» относится к рассматриваемой кривой, а индекс «пр» - к

характеристике проезжей части на прилегающем участке.

Для выявления опасных участков строят линейный график итоговых

коэффициентов аварийности (рис. 9.2), на котором наносят сжатый план и профиль

дороги с выделением всех элементов, от которых зависит безопасность дорожного

движения

и для которых имеются частные коэффициенты аварийности (продольные уклоны,

вертикальные кривые, кривые в плане, мосты, населенные пункты, пересекающиеся

дороги и т.п.).

Рис. 9.2. Линейный график итоговых коэффициентов аварийности

без учета (K

ит

) и с учетом (К'

ит

) стоимостных коэффициентов

На линейном графике итоговых коэффициентов аварийности фиксируют по

169

отдельным перегонам среднюю интенсивность движения по данным учета, проводимого

дорожными организациями, или установленную при обследованиях дорог.

На этом же графике показывают места дорожно-транспортных происшествий.

Анализ линейного графика итоговых коэффициентов аварийности выполняют

одновременно с анализом графика распределения дорожно-транспортных происшествий

(см. подразд. 9.1).

В проектах новых дорог рекомендуется перепроектирование участков, на которых

ит

> 15...20.

В проектах реконструкции или капитального ремонта дорог в условиях холмистого

рельефа предусматривается перестройка участков с K

ит

> 25...50 в зависимости от местных

условий.

На существующих дорогах при K

ит

> 10...20 наносят разметку проезжей части,

запрещающую обгон с выездом на полосу встречного движения. При K

ит

> 20...40

устанавливают знаки запрещения обгона и ограничения скорости.

При незначительном отличии коэффициентов аварийности на смежных участках и

ограниченных возможностях быстрого улучшения всей дороги во время обследований

необходимо устанавливать очередность улучшения условий дорожного движения или

перестройки опасных участков.

Для этого при построении линейных графиков итоговых коэффициентов

аварийности должна дополнительно учитываться тяжесть дорожно-транспортных

происшествий.

Рекомендуется вводить к частным коэффициентам аварийности коэффициенты

тяжести, или стоимостные коэффициенты, учитывающие возможные экономические

потери от дорожно-транспортных происшествий.

За единицу дополнительных стоимостных коэффициентов принято среднее

значение экономических потерь от одного дорожно-транспортного происшествия при

разных дорожных условиях.

Частные коэффициенты тяжести т

,..., т

имеют следующие значения в

зависимости от учитываемых факторов.

Ширина проезжей части, м:

7 – 7,5…………………………………………………………………………..т

= 1

6……………………………………………………………………………….т

= 1,2

Продольный уклон, ‰

более 30……………………………………………………………….………т

= 1,25

менее 30………………………………………………………………………...т

= 1

Радиусы кривых в плане, м:

менее 350………………………………………………………………………т

= 0,9

более 350……………………………………………………………………….т

= 1

Видимость, м:

менее 250……………………………………………………………………...т

= 0,7

более 250…………………………………………………………………….…т

Пересечения:

в одном уровне………………………………………………………………..т

= 0,8

в разных уровнях……………………………………………………………..т

= 0,9

Населенные пункты………………………………………………………………т

= 1,6

Число полос движения……………………1 2 3 4 и более

…………………………………………0,9 1 1,3 1

При выполнении практических расчетов для установления очередности улучшения

участков дороги строят линейный график итогового коэффициента тяжести М

, равного

произведению частных коэффициентов:

170