Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение безопасности дорожного движения па автомобильных дорогах России продолжает оставаться серьезной социально-экономической проблемой.
В федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах» отмечается, что проблема аварийности, связанная с автомобильным транспортом, в последнее десятилетие приобрела особую остроту в связи с недостаточной эффективностью функционирования системы обеспечения безопасности дорожного движения.
Интенсивность движения на автомобильных дорогах России в ближайшие годы будет возрастать в связи с экономической интеграцией со странами Европейского союза. В этих условиях особую актуальность приобретает проблема обеспечения пропускной способности дорог, безопасного движения в сложных погодных условиях при снижении сцепных качеств дорожных покрытий.
Дорожные условия часто являются прямыми или косвенными причинами дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Их влияние наиболее существенно в зимний период: при выпадении осадков и нахождении покрытий в условиях зимней скользкости повышается уровень аварийности на дорогах. Дорожная спецтехника, проводящая работы по содержанию, оказывает влияние на условия движения транспорта, так как имеет повышенные габариты навесного оборудования: отряд машин перекрывает всю ширину проезжей части и производит работы на низкой скорости - попытки обгонов отряда дорожной спецтехники на скользком покрытии и в условиях пониженной видимости значительно повышают риск возникновения ДТП. Рекомендуемые в нормативной литературе схемы производства работ по зимнему содержанию основаны на практическом опыте, не имеют научного обоснования и не учитывают различия в состоянии дорожного покрытия, особенности дорожных и погодных условий.
Таким образом, научно обоснованные схемы организации движения в период проведения работ по зимнему содержанию дорог на сегодняшний день отсутствуют, но данная проблема является актуальной, так как ее решение позволит повысить безопасность движения в сложных погодных условиях.
Цель диссертационной работы - разработка технологических схем производства работ по зимнему содержанию автомобильных дорог, повышающих безопасность движения.
В качестве основной научной гипотезы при проведении исследований принято следующее положение - рациональные технологические схемы проведения работ по зимнему содержанию автомобильных дорог могут быть получены на основе корректировки минимального расстояния между спецтехникой в отряде, что позволит повысить безопасность движения в сложных погодных условиях: Исходя из цели исследования, сформулированы следующие задачи: 1. Разработать обобщенную (системную)'модель,'описывающую работу службы эксплуатации в период проведения работ по зимнему содержанию дорог, обосновать все факторы, влияющие на безопасность движения;
-
Разработать математическую модель обгона легковым автомобилем дорожной спецтехники, проводящей работы по зимнему содержанию, с учетом погодных и дорожных условий, алгоритм расчета и программу для реализации модели;
-
Провести серию вычислительных экспериментов по оценке параметров технологических схем проведения работ по зимнему содержанию с учетом обеспечения безопасности движения и повышения пропускной способности дорог в сложных погодных условиях;
-
Исследовать влияние видимости при выпадении осадков на безопасность движения в период проведения работ по зимнему содержанию дорог;
-
Разработать практические рекомендации по использованию результатов исследования в виде технологических схем производства работ по зимнему содержанию дорог.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые задача разработки схем производства работ но зимнему содержанию дорог решена с позиций системного подхода, для чего в известную систему «водитель-автомобиль-дорога-среда» (ВАДС) введена подсистема «служба эксплуатации», обоснованы внутренние (погодные условия, геометрические параметры дороги, параметры дорожной спецтехники и др.) и внешние (скорость, безопасность, организация движения в период проведения работ др.) параметры полученной системы;
на основе известных математических моделей описан процесс обгона дорожной спецтехники легковым автомобилем: для этого в моделях уточнены коэффициенты, учитывающие сцепные качества дорожного покрытия на разных стадиях обгона, повышенные габариты дорожной спецтехники; расстояние видимости при снегопадах учтено поправочным коэффициентом, полученным в виде уравнения регрессии;
впервые получена математическая модель, описывающая интенсивность снегопадов в виде показательного закона распределения и позволяющая получить значение интенсивности осадков, при которой снижается безопасность движения;
с использованием разработанных моделей впервые на основе критериев обеспечения безопасности движения и пропускной способности дорог определены дорожные, погодные и технологические параметры, при которых необходимо запрещать или разрешать обгон дорожной спецтехники, что позволяет уточнить параметры технологических схем проведения работ по зимнему содержанию для дорог высоких технических категорий.
Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по повышению безопасности дорожного движения при проведении работ по зимнему содержанию дорог путем корректировки технологических схем для создания возможности безопасного обгона (опережения) отряда дорожной спецтехники, проводящей работы по зимнему содержанию, или его запрещения.
Научная значимость работы заключается в разработке теоретической и практической основ управления дорожным движением в сложных погодных условиях.
Достоверность результатов исследований, научных положений, выводов и рекомендаций обоснована использованием результатов теоретических исследований основ эксплуатации автомобильных дорог, а также использованием математических моделей, адекватность которых была ранее подтверждена результатами экспериментальных исследований известных ученых.
Реализация результатов научных исследований. Разработанные технологические схемы внедрены на автомобильной дороге М-6 «Каспий» в пределах Тамбовской области и использованы при разработке «Проекта организации работ по зимнему содержанию дороги» в разделе «Технологические схемы на проведение работ».
Результаты исследований по оценке пропускной способности автомобильных дорог в период проведения работ по зимнему содержанию использовались студентами Воронежского государственного архитектурно-строительного университета при дипломном проектировании в разделе «Техническая деталь проекта».
Основные положении, выносимые на защиту:
системная модель, описывающая условия движения в период проведения работ по зимнему содержанию дорог, комплекс входных и выходных параметров системы;
комплекс математических моделей, описывающих процесс обгона легковым автомобилем отряда дорожной спецтехники в условиях пониженных сцепных качеств покрытия и ограниченной видимости;
математическая модель, описывающая интенсивность снегопадов и результаты расчета на ее основе дальности видимости, и уравнения регрессии коэффициентов, учитывающих видимость при обгоне;
результаты вычислительных экспериментов в виде технологических разрывов между машинами в отряде дорожной спецтехники, позволяющих совершать ее безопасный обгон при проведении работ по зимнему содержанию;
разработанные на основе выполненных исследований технологические схемы производства работ по зимнему содержанию дорог, учитывающие технологии проведения работ, дорожные и погодные условия.
Апробации работы. Основные положения диссертационной работы представлены на научно-практических конференциях Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж, 2007-2010 гг.), международных научно-технических конференциях «Современные методы строительства автомобильных дорог и обеспечение безопасности движения» (Белгород, 2007 г.), «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 2008 г.), «Современные технологии, машины и материалы для зимнего содержания автомобильных дорог» (Могилев, 2008 г., 2010 г.), «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (С.-Петербург, 2008 г., 2010г.), «Высокие технологии в экологии» (Воронеж, 2009-2010 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ общим объемом 54 страницы, из которых лично автору принадлежит 36 страниц.
Четыре работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ: «Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура», «Вестник БГТУ им. В. Г'. Шухова».
В статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК, изложены основные результаты диссертации: в работе [1] приведена методика обработки метеоданных, получен закон распределения интенсивности снегопадов, рассчитано расстояние видимости и описано его влияние на безопасность движения; в работе [2] представлено решение задачи определения технологического разрыва между машинами спецтехники при проведении работ по зимнему содержанию из условия безопасного обгона; в работе [3] представлены результаты исследований по оценке пропускной способности автомобильной дороги при проведении работ по зимнему содержанию", в работе [4] представлены рациональные технологические схемы производства работ по зимнему содержанию автомобильных дорог по условиям безопасности движения.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и библиографии из 128 наименований. Общий объем работы составляет 153 страницы машинописного текста. Диссертация содержит 28 таблиц, 45 рисунков, а также два приложения на 9 страницах.
