Введение к работе
Актуальность темы. Главными принципами ведения лесного хозяйства и лесной промышленности в настоящее время является обеспечение многоцелевого, рационального, непрерывного, не истощительного использования лесов для удовлетворения потребностей общества в лесах и лесных ресурсах. При этом важная роль принадлежит лесотранспорту и автомобильным дорогам, которые в значительной мере определяют экономическую доступность лесов и лесных ресурсов на лесных участках и возможность эффективного освоения лесов.
Опыт эксплуатации лесовозных автомобильных дорог (ЛАД) показывает, что, несмотря на формальное соблюдение проектировщиками требований технический условий, на этих дорогах имеется много участков, условия движения на которых в значительной степени осложняются вследствие самых разнообразных факторов.
При малой интенсивности движения основное влияние на изменение скоростей лесотранспорта оказывают элементы плана, продольного профиля и эксплуатационные характеристики ЛАД.
Эффективность работы ЛАД в значительной степени определяется эксплуатационными характеристиками (ЭХ), их приспособленностью к вывозке лесоматериалов, к определенным условиям эксплуатации лесотранспорта.
Проблема повышения ЭХ ЛАД, безопасности движения и профилактики дорожно-транспортных происшествий (ДТП) является чрезвычайно актуальной для лесного комплекса России в связи со значительным увеличением парка лесовозного автомобильного подвижного состава и перспективы вывозки лесоматериалов по дорогам общего пользования.
Эксплуатационные характеристики ЛАД и дорог общего пользования формируются при проектировании их и автотранспорта, совершенствовании технологии работы лесотранспорта, определяют качество проектных решений, уровень эффективности капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог, повышение комфортности и безопасности движения.
Указанное выдвигает рассматриваемую проблему в число важнейших народнохозяйственных и социальных задач, подчеркивая ее актуальность.
Тема диссертации посвящена проблеме повышения ЭХ ЛАД и способствует разработке ресурсосберегающей и экологически перспективной технологии работы лесотранспорта и автомобильных дорог.
Цель работы. Целью данной работы является совершенствование методов оценки эксплуатационных характеристик лесовозных автомобильных дорог на стадии принятия проектных решений в процессе строительства, реконструкции, ремонта и технического содержания на основе анализа и моделирования процессов функционирования, автомобильных дорог и технологии работы лесотранспорта.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись дороги, лесовозные автопоезда, лесотранспортная техническая документация на автомобильные дороги и лесотранспорт. При выполнении работы использовались методы математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики. При проведении натурных обследований автомобильных дорог в пределах Северо-западного региона протяженностью более 300 км использовались методы теории планирования эксперимента.
Научная новизна. Научной новизной обладают: методика расчета допускаемой скорости движения на криволинейной траектории, отличающаяся учетом за-
висимости коэффициента сцепления от скорости; метод оценки взаимодействия автомобиля и дороги, автомобилей и лесовозных автопоездов в транспортных потоках, отличающийся тем, что данные взаимодействия определяются детерминированными и случайными факторами на основе реализации процессов Маркова; закономерности изменения: функций распределения скорости, как отдельных автомобилей, так и всего потока, распределения интервалов, вероятности возможности обгона, вероятности свободного движения, формирующих режимы транспортных потоков, которые отличаются учетом параметров дороги по всем направлениям; методы расчета параметров движения при назначении элементов плана и поперечного профиля, автомобильных дорог отличающиеся учетом длин зон влияния, зависящие от кривых различного радиуса, углов поворота, от величин начальной и конечной скоростей; принципы оптимизации проектных решений лесовозных автодорог с использованием программ моделирования дорожного движения, отличающиеся декомпозицией поиска лучшего варианта.
Значимость для теории заключается в оценке эксплуатационных характеристик лесовозных автомобильных дорог комплексом показателей имитационного моделирования процесса функционирования дороги, включающих технико-экономические, энергетические, экологические показатели; установлении закономерностей изменения вдоль дороги с учётом всех её параметров и по направлениям, включая распределение скоростей, как отдельных автомобилей, так и всего потока, распределения интервалов, вероятности возможности обгона, вероятности свободного движения, плотности потока, дисперсии скорости и других показателей, формирующих режимы транспортных потоков; в разработке структурных моделей совершенствования оценки проектных решений лесовозных автомобильных дорог за счёт уточнения затрат на перевозки при их расчётах по более совершенным методам.
Значимость для практики состоит в улучшении качества проектных решений лесовозных автомобильных дорог, полученные результаты исследований позволяют учитывать особенности движения лесовозных автопоездов при назначении плана и поперечного профиля, автомобильных дорог и совершенствовать технологию работы автотранспорта.
Научные положения, выносимые на защиту.
Методики оценки показателей скоростей движения на участках с ограниченной видимостью, позволяющие упростить модели определения длины тормозного пути.
Модели режимов движения лесовозных автопоездов в различных дорожных условиях и результаты их реализации, которые дают возможность имитировать процессы функционирования дороги и производить выбор геометрических параметров плана и продольного профиля лесовозных автомобильных дорог.
Метод оценки взаимодействий автомобилей и дороги, автомобилей и лесовозных автопоездов в транспортных потоках, позволяющий количественно оценить процессы движения лесовозных автопоездов в составе потока, как на лесовозных дорогах, так и на дорогах общего пользования.
Аналитические зависимости параметров плана и поперечного профилей, позволяющие повысить показатели активной и пассивной безопасности движения.
Принципы оптимизации проектных решений лесовозных автомобильных дорог на основе декомпозиции поиска лучшего варианта, которые обеспечивают целенаправленный поиск оптимального варианта.
Апробация работы. Научные положения и результаты исследований докладывались и были одобрены на научно-практических конференциях в Московском государственном университете леса, Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА), на техническом совещании дирекции Федеральной автодороги "Вятка" Киров-Сыктывкар, а также включены в научно-исследовательский отчет кафедры транспорта леса Московского государственного университета леса (МГУЛ).
Реализация работы. Основные результаты внедрены: в учебный процесс кафедры транспорта леса МГУЛ; транспорта леса и инженерной геодезии ВГЛТА; Институте лесоведения Российской академии наук Серебряноборское опытное лесничество; ООО Инжиниринговая Компания «АДМпроект», а рекомендации переданы в Центр Дорожно-мостового проектирования ТОО "Магистраль" и в Коми республиканский дорожный департамент.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложения. Основное содержание работы изложено на 178 стр. машинописного текста, рисунков 42, таблиц 23. Список литературы содержит 164 наименований.
